[发明专利]基于天气雷达回波图像的降水预报方法、装置、设备和介质

说明书

本发明涉及一种基于天气雷达回波图像的降水预报方法，包括构建第一图像序列金字塔和第二图像序列金字塔，基于第一图像序列金字塔，得到云团前向运动特征量，基于第二图像序列金字塔，得到云团后向运动特征量；利用所述云团前向运动特征量、所述云团后向运动特征量以及线性外推法，得到所述区域的雷达降水预测信息。本发明在对雷达回波图像进行图像序列金字塔处理后，利用连续回波图变化信息，获取不同金字塔图层的运动特征，然后进行叠加处理，可以形成具有亚像元分辨率的云图运动场作为预报的特征计算，从而提高预报精度及计算速度。本发明还涉及一种基于天气雷达回波图像的降水预报装置、设备和存储介质。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及基于天气雷达回波图像的降水预报方法、装置、设备和介质。

背景技术

天气雷达能以较高时空分辨率探测降水系统发生、发展情况，在中小尺度的灾害性中发挥了重要作用。雷达降水预测是天气雷达观测的重要任务之一，有必要对雷达降水进行准确预报。现有雷达降水预报技术中，主要有持续性预报法、单体追踪法、交叉相关追踪法三种：①持续性预报技术是假设所有雷达回波的大小和强度在预报时效内保持不变，并以定常速度平移进行预报，该方法计算时间长，不能体现云团空间位移的差异，精度较差；②单体追踪技术是将雷暴视为三维单体加以识别、追踪和外推，计算出每一个雷暴单体的统计和形态特征，这类算法仅适用于强对流风暴的跟踪和计算，对于大部分云团，特别是大面积的层状云预报精度低；③交叉相关追踪技术是基于像元尺度，利用图像间灰度相关性作为区域相似性的判别依据，寻找当前和前一时刻中同目标区域相关性最大的区域。该技术计算简单，是目前云团运动特征计算最常用的方法,但计算结果与所选择的研究区范围大小及区域中云系的数目关系很大，而且由于层状云内部的云运动特征通常较为杂乱,在强对流云团变化复杂时,对连续两个时刻的云团匹配错误率较高。目前所有技术方法面临云团消散扩张过程捕捉困难、计算时间长，不能实现高分辨率以及快速的雷达降水预报。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供基于天气雷达回波图像的降水预报方法、装置、设备和介质。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于天气雷达回波图像的降水预报方法，包括：

根据第一雷达回波图像和第二雷达回波图像，构建第一图像序列金字塔和第二图像序列金字塔，其中所述第一雷达回波图像和所述第二雷达回波图像是针对同一区域连续拍摄的两幅雷达回波图像；

基于所述第一图像序列金字塔，得到云团前向运动特征量，基于所述第二图像序列金字塔，得到云团后向运动特征量，其中所述第一图像序列金字塔是基于按照时间顺序得到，所述第二图像序列金字塔是按照时间逆序得到的；

利用所述云团前向运动特征量、所述云团后向运动特征量以及线性外推法，得到所述区域的雷达降水预测信息。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述基于所述第一图像序列金字塔，得到云团前向运动特征量，具体包括：

S11、基于所述第一图像序列金字塔中第n层中的影像图像选取第一特征量点，并获取所述第一特征量点在所述第n层中影像图像中的位置信息；

S12、根据所述第一特征量点在所述第n层中影像图像中的位置信息，得到第一云水平方向速度平均值和第一云垂直方向速度平均值，并根据所述第一云水平方向速度平均值和所述第一云垂直方向速度平均值得到所述第n层中的影像图像的第一云运动特征量；