[发明专利]一种天气雷达并行拼图方法及系统

权利要求书

1.一种天气雷达并行拼图方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：根据雷达分布状况对全国进行区域划分，利用全国天气雷达资料采集并行运算算法，监控各个批次的全国分区域的雷达数据，并对所述雷达数据进行并行化实时采集，得到雷达资料；

步骤b：将所述雷达资料内插到统一的笛卡尔坐标系下的3D网格点上，利用雷达质量控制算法对雷达反射率的三维结构进行雷达质量控制；

步骤c：运用雷达拼图方法将经雷达质量控制处理的雷达数据进行全国分区域雷达拼图，并输出分区域雷达拼图产品；同时对各区域进行计算，通过消息传递交换边界，将所述分区域雷达拼图产品合并成一个整体，并输出全国整体雷达拼图产品。

2.根据权利要求1所述的天气雷达并行拼图方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述对雷达数据进行并行化实时采集具体包括：判断是否有新的约定数量雷达数据文件，如果有，自动读取并解析雷达数据文件，得到雷达探测相关信息，并对雷达探测相关信息进行初步解析后保存雷达资料。

3.根据权利要求2所述的天气雷达并行拼图方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述将所述雷达资料内插到统一的笛卡尔坐标系下的3D网格点上，利用雷达质量控制算法对雷达反射率的三维结构进行雷达质量控制具体包括：

步骤b1：在质量控制前过滤雷达资料中以孤立点和射线形式存在的噪声；

步骤b2：进行雷达资料的配对和风场反演；首先进行全国分区域雷达资料的质量控制，包括回波强度、径向速度、回波位置的对比，回波强度和方位的调整，然后用双线性方法将以球坐标方式表示的雷达资料的回波强度和径向速度插值到直角坐标上，根据两部雷达的相对位置进行雷达资料的配对；

步骤b3：利用笛卡尔坐标系下网格点的经度、纬度和高度计算网格点在球坐标系中的仰角、方位和斜距，并根据计算出的仰角、方位和斜距在雷达球坐标系中的位置，利用内插方法为所述网格点赋值，得到所述网格点上的分析值。

4.根据权利要求1或3所述的天气雷达并行拼图方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述内插方法包括：最近邻居法、径向和方位上的最近邻居法和垂直线性内插法、垂直水平线性内插法。

5.根据权利要求1所述的天气雷达并行拼图方法，其特征在于，在所述步骤c中，所述运用雷达拼图方法将经雷达质量控制处理的雷达数据进行全国分区域雷达拼图，并输出分区域雷达拼图产品具体包括：

步骤c1：通过客观分析方法将来自各个雷达的反射率场插值到统一的笛卡尔网格上之后，将来自多个雷达的格点反射率场拼接起来形成3D拼图网格；

步骤c2：运用雷达拼图方法将经雷达质量控制处理的雷达数据进行雷达拼图并输出图层产品。

6.根据权利要求5所述的天气雷达并行拼图方法，其特征在于，在所述步骤c2中，所述雷达拼图方法包括：

最近邻居法：将来自最靠近网格单元的那个雷达的分析值的权重赋为1，其他的权重全赋为0；

最大值法：将覆盖同一网格单元的雷达反射率分析值中的最大值的权重赋为1，其他的权重全赋为0；

权重函数法：基于单个网格单元和雷达位置之间的距离，使用两个权重函数：指数权重函数和Cressman权重函数；

指数权重函数为：

上式中，R为长度比例；

Cressman权重函数为：

r为网格点到雷达的距离，

上式中，R为影响半径，r为网格点到雷达的距离。

7.根据权利要求1所述的天气雷达并行拼图方法，其特征在于，所述步骤c后还包括：

步骤d：基于高性能机和金字塔模型，设计和利用并行运算算法制作全国天气雷达实况产品切片产品。