[发明专利]一种利用风廓线雷达数据提取风速的径向速度的方法

权利要求书

1.一种利用风廓线雷达数据提取风速的径向速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取风廓线雷达的原始频谱数据，将原始频谱数据去零频处理；

对去零频处理后的频谱数据进行标准化处理，得到标准化的数据集，对标准化的数据集绘制等值线填色图；

将等值线填色图转化为灰度图A，设定阈值，根据阈值对灰度图A进行图像腐蚀得到灰度图B；

通过对灰度图B进行图像学处理得到频偏数值,具体步骤如下：

a.将灰度图B从上至下平均切割得到若干切割层，所述切割层的层数与风廓线雷达扫描层数相同；

b.由切割层顶层开始向底层遍历，每个切割层均从左至右依次遍历出沿其上下方向的中线f上的像素点，记为Q_(i,j)，遍历出每个像素点的灰度值，记为PQ_(i,j),其中，i为从上至下的切割层的层数，j为从左至右的像素点排列位置数，且i、j均为自然数；遍历出每个中线f上灰度值最大的像素点，记为Pmax Q_(i,j)；完成所有切割层的遍历后，遍历查出每个中线f上连续不间断的若干个Pmax Q_(i,j)，记为一个Pmax Q_(i,j)集合；再遍历出每个中线f上其中位于边缘的Pmax Q_(i,j)的像素点总个数，记为Cedge，Cedge/2即可得到该切割层的中线f上的Pmax Q_(i,j)集合个数，记为n，n为自然数；

c.每个切割层的中线f上像素点的一个Pmax Q_(i,j)集合记为风廓线亮体D，即每个切割层中有n个风廓线亮体D；当n＝1时，说明该切割层中只有一个风廓线亮体D，即只有一个Pmax Q_(i,j)集合，记为单风廓线亮体；当n≥2时，说明该切割层中风廓线亮体D为多个，即有多个Pmax Q_(i,j)集合，记为多风廓线亮体；

d.通过每个切割层中单风廓线亮体的中点处像素点或者多风廓线亮体的中点处像素点的j的数值，算出每个切割层中的频偏数值fd，计算公式为p为每一行像素点总数量，floor表示向下取整，所述多风廓线亮体的中点处像素点为多风廓线亮体中若干个风廓线亮体D的中点处像素点的平均值所在处；设单风廓线亮体中有m个像素点Q_(i,j)，每个像素点从左至右分别记为则该单风廓线亮体的中点处像素点为其中，若m为偶数，值为整数，若m为奇数，的值向上取整；即单风廓线亮体的中点处像素点的j的数值为处的j值，其中，处的j值已知；设多风廓线亮体中有y个风廓线亮体D，每个风廓线亮体D的中点处像素点判断方法同单风廓线亮体，每个风廓线亮体D的中点处像素点的j从左至右分别记为j₁、j₂、j₃……j_y，多风廓线亮体的中点处像素点的

e.通过每个切割层中的频偏数值fd进一步算出每个切割层风速的径向速度。

2.根据权利要求1所述的一种利用风廓线雷达数据提取风速的径向速度的方法，其特征在于，所述对原始频谱数据进行标准化处理，得到标准化的数据集的过程为：

设原始频谱点总数为k，若k为奇数，去除向上和向下取整的2个点；若k为偶数，去除和处的2个点；

从上至下遍历原始频谱各层数据，针对每一层找到其最大值与最小值，分别记为Sp_max与Sp_min；

对每一层的每一个数据Sp_data[t]进行标准化处理：Sp_normal[t]＝(Sp_data[t]-Sp_min)/(Sp_max-Sp_min)，其中，Sp_normal为标准化处理后的数据集。

3.根据权利要求2所述的一种利用风廓线雷达数据提取风速的径向速度的方法，其特征在于，

设标准化处理后的数据集Sp_normal大小为R×s，其中，R为层数，s为每层的频谱点数；将经典的R层一维折线图构建为R×s大小的二维等值线填色图；

所述等值线填色图绘制中设定：信号数值越高灰度越接近225，信号数值越低数值越接近0。