[发明专利]一种雷达回波图像处理方法、系统、装置和存储介质

说明书

本发明公开了一种雷达回波图像处理方法、系统、装置和存储介质，其方法包括从雷达回波图像中提取第一矩阵、陆地色谱集、海洋色谱集和回波强度色谱集；结合设定的容许误差阈值集和各色谱集对第一矩阵进行第一处理生成第二矩阵和相同规模的掩模矩阵；采用高斯模糊法分别对第二矩阵和掩模矩阵进行模糊化处理，分别得到第三矩阵和相同规模的掩模模糊矩阵；对第三矩阵进行第二处理生成去除地理背景后的雷达回波矩阵实现了对存在的陆地、海洋等地理背景信息与雷达回波的分离，从而得到仅包含回波块的图像，而且使提取得到的回波块不会因为地理背景信息的影响而出现回波块断裂的现象，最终为实现基于雷达回波图像对天气的准确预测做铺垫。

技术领域

本发明涉及气象预报技术领域，尤其涉及一种雷达回波图像处理方法、系统、装置和存储介质。

背景技术

雷达回波综合图简称雷达回波图像，是由当地的地图和不规则的颜色组成，颜色从蓝色到绿色、黄色、橙色、红色到紫色，以及图的旁边设有雷达站名、时间和数据范围，还有一条表示着数字的竖向颜色条，并标有数字单位，为dBZ(dBZ：表示雷达回波强度的一个物理量中文名称为雷达反射率因子，其范围是10-70dBZ)，颜色表示气象雷达的回波强度值，从蓝色到紫色的数字逐渐变大，代表回波强度值由小到大，降雨强度逐渐提升。雷达回波图像在气象预报领域有着广泛的应用，常常结合计算机对未来一段时间内的雷达的回波强度进行外推，从而对未来一段时间内的天气变化进行预测。然而，计算机在利用雷达回波数据时，图中包含的地理背景信息、色块RGB值数据与标准RGB色谱值之间的误差、噪声等因素都会对计算机输出的外推结果造成极大的干扰，甚至影响最终结果。因此，计算机在利用此类激光雷达回波数据前，需要利用算法，从雷达回波图像中提取出整个雷达回波块对回波块进行分析。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种快速索引，消除回波中像素RGB值误差影响并精确到像素对地理背景信息消除的雷达回波图像处理方法、系统、装置和存储介质。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种雷达回波图像处理方法，包括以下步骤：

从雷达回波图像中提取待处理雷达回波图像矩阵S(即，第一矩阵)、陆地色谱集G、海洋色谱集O和回波强度色谱集E，所述回波强度色谱集E为有序序列；

结合设定的容许误差阈值集ε和各色谱集(陆地色谱集G、海洋色谱集O、回波强度色谱集E)对所述待处理雷达回波图像矩阵S(即，第一矩阵)进行第一处理生成预处理矩阵S′(即，第二矩阵)和相同规模的掩膜矩阵Λ。

采用IIR滤波器方法(高斯模糊法)分别对所述预处理矩阵S′(第二矩阵)和所述掩模矩阵Λ进行IIR滤波(即模糊化处理)后，分别得到雷达回波模糊矩阵R(即第三矩阵)和相同规模的掩膜模糊矩阵T；

对所述雷达回波模糊矩阵R(即第三矩阵)结合掩模模糊矩阵T分别进行平滑和替换处理(即，第二处理)生成去除地理背景后的雷达回波矩阵L。

可选地，所述从雷达回波图像中提取第一矩阵、陆地色谱集G、海洋色谱集O和回波强度色谱集E这一步骤具体包括以下步骤：

基于RGB色谱模式将目标雷达回波图像解析为待处理雷达回波图像矩阵S(即，第一矩阵)，所述待处理雷达回波图像矩阵S(即，第一矩阵)为3维实向量集；

通过人工观察一张或多张同一地区的雷达回波图像，同一颜色设定的回波图，确定矩阵S中陆地区域和海洋区域所有可能的颜色取值。

其中，用所有可能的陆地颜色取值构成陆地色谱集G；用所有可能的海洋颜色取值构成海洋色谱集O；每一种颜色均以红、绿、蓝三通道亮度值记录。

在目标雷达回波图像中，直接根据雷达信息对应的色谱图例部分，按照回波强度值从弱到强的顺序，提取各个回波强度值对应的红绿蓝三通道亮度值，组成回波强度色谱集E，集合E为有序序列。