[发明专利]一种夏季飑线风自动识别和预警方法

权利要求书

1.一种夏季飑线风自动识别和预警方法，其特征在于，

所述方法的步骤如下：

步骤1，当前体扫时，获取各个雷达站点的雷达基数据，形成雷达资料场；

步骤2，基于卷积算法以及最小价值函数法，根据雷达资料场进行中尺度对流系统的自动识别与跟踪；

步骤3，在当前体扫下，采集雷达回波；

步骤4，根据拟合椭圆长轴和长宽比设计动态模板，对当前体扫雷达回波进行自动识别；利用满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统的各种参数，计算满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统识别参数的当前值；

步骤5，对中尺度对流系统识别参数设置多组不同的阈值；采用线性程度函数法，分别获得中尺度对流系统识别参数的当前数值对第i组阈值的第i组线性程度得分V_i；设置飑线识别指标，自动识别该中尺度对流系统是否为飑线；识别过程中，利用识别参数当前值，基于主成分分析算法，确定最高线性程度得分对应的中尺度对流系统的关键识别参数，并用于调整阈值；

步骤6，对识别出的飑线，采用加密自动站风场资料，对飑线进行分级预警。

2.根据权利要求1所述的一种夏季飑线风自动识别和预警方法，其特征在于，

步骤2包括：

步骤2.1，基于卷积算法，对雷达资料场进行平滑处理；

步骤2.2，在得到的卷积资料场中，识别层云和对流云，并将落在同一层云范围之内的对流云归为一个对流系统，

步骤2.3，识别并记录对流系统的长轴、持续时间以及长宽比；从所记录的参数中筛选出中尺度对流系统；

步骤2.4，采用最小价值函数法匹配所识别出的中尺度对流系统，在排除错误匹配后，实现跟踪。

3.根据权利要求2所述的一种夏季飑线风自动识别和预警方法，其特征在于，

步骤2.1中，基于卷积算法，雷达资料场的平滑处理，是在组合反射率因子上进行卷积，满足如下关系式：

C(x,y)＝∑φ(u,v)f(x-u)(y-v)

式中，

f表示雷达资料场，

φ表示一个由高度H和影响半径R决定的圆形滤波函数，其中，H表示被识别的对流系统的高度，R表示被识别的对流相同的影响半径；

(u,v)表示第一变量，其中u和v均为该变量的格点坐标，

(x,y)表示第二变量，其中x和y均为该变量的格点坐标。

4.根据权利要求3所述的一种夏季飑线风自动识别和预警方法，其特征在于，

圆形滤波函数满足如下关系式：

其中，

参数R和H不相互独立，满足如下关系式：

πR²H＝1

卷积过程中，影响半径R是唯一可改变的参数。

5.根据权利要求1所述的一种夏季飑线风自动识别和预警方法，其特征在于，

步骤4包括：

步骤4.1，用椭圆拟合中尺度对流系统，并得到拟合椭圆长轴及所在直线；

步骤4.2，通过中尺度对流系统内对流云点，与拟合椭圆长轴所在直线垂直的最远两直线之间的距离，作为中尺度对流系统的长轴L；

步骤4.3，设置拟合椭圆长宽比限值，设计动态模板；

步骤4.4，在动态模板范围内，拟合中尺度对流系统内对流云点的得分函数模型；利用得分函数模型计算中尺度对流系统内全部对流云点的得分值；

步骤4.5，计算中尺度对流系统内全部对流云点得分值的累加结果与该系统内对流云面积的比值，若该比值持续超过2小时大于限值，则判定当前体扫的中尺度对流系统满足飑线空间尺寸；

步骤4.6，输出满足飑线空间尺寸的中尺度对流系统的各种参数，包括各时刻的得分值、面积、长轴方向、长轴长度、中心位置、移动速度和移动方向；

步骤4.7，根据步骤4.6中输出的各种参数，计算并输出中尺度对流系统识别参数的当前值。

6.根据权利要求5所述的一种夏季飑线风自动识别和预警方法，其特征在于，

步骤4.5中，对流云面积是系统内所有对流云格点的累加结果，其中每个对流云格点的面积为1km²。