【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降雨臨近預(yù)報(bào)方法，屬于氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、近年來，受全球氣候變化和人類活動(dòng)影響，極端暴雨頻發(fā)背景下超標(biāo)準(zhǔn)洪水多發(fā)強(qiáng)發(fā)，全球有近15億人(約占世界人口的19％)直接面臨嚴(yán)重洪水事件的巨大風(fēng)險(xiǎn)，每年造成全球經(jīng)濟(jì)損失約500億美元。在提升城市防洪減災(zāi)能力的進(jìn)程中，獲取前瞻、及時(shí)、精準(zhǔn)的雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)信息占據(jù)著舉足輕重的地位。提高降雨預(yù)報(bào)的精確度和時(shí)空分辨率，發(fā)展高質(zhì)量、精細(xì)化的天氣預(yù)報(bào)服務(wù)，也已經(jīng)成為氣象水文領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。
2、傳統(tǒng)的降雨臨近預(yù)報(bào)方法主要基于雷達(dá)數(shù)據(jù)開展，然而雷達(dá)數(shù)據(jù)存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)，時(shí)空分辨率也不足以滿足現(xiàn)階段精細(xì)化預(yù)報(bào)的需要。近年來，通過搭建近地面微波傳輸鏈路，實(shí)時(shí)采集大氣中的降雨對(duì)微波傳播信號(hào)的衰減，根據(jù)信號(hào)衰減與降雨強(qiáng)度之間的關(guān)系反演出降水是降雨監(jiān)測(cè)的新興技術(shù)。因此，本專利技術(shù)專利基于高時(shí)空分辨率的微波數(shù)據(jù)與雨量站數(shù)據(jù)融合，創(chuàng)新了降雨臨近預(yù)報(bào)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)目的：為了拓展微波測(cè)雨技術(shù)的應(yīng)用途徑、提高降雨臨近預(yù)報(bào)精度，本專利技術(shù)提供基于微波和雨量站數(shù)據(jù)融合的降雨臨近預(yù)報(bào)方法，利用數(shù)據(jù)融合提高輸入降雨場(chǎng)的精度，通過lk光流法進(jìn)行外推預(yù)報(bào)。
2、技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降雨臨近預(yù)報(bào)方法，包括如下步驟：
3、s1、獲取研究區(qū)在研究時(shí)段內(nèi)無線微波鏈路和雨量站的數(shù)據(jù)；
4、s2、利用雨量站的數(shù)據(jù)采用反距離加權(quán)法插值構(gòu)建降雨
5、s3、采用微波鏈路平均雨量數(shù)據(jù)作為非線性約束，基于rm算法進(jìn)行降雨場(chǎng)重構(gòu)；
6、s4、根據(jù)重構(gòu)的降雨場(chǎng)，使用lk光流法計(jì)算空間各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量；
7、s5、對(duì)輸入的最后一個(gè)時(shí)刻的降雨分布，結(jié)合得到的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，采用半拉格朗日平流法進(jìn)行外推預(yù)報(bào)。
8、作為優(yōu)選，在步驟s1中需要獲取的數(shù)據(jù)包括：鏈路信號(hào)衰減強(qiáng)度、基站經(jīng)緯度及高程、鏈路長(zhǎng)度和雨量站監(jiān)測(cè)的降雨量。
9、作為優(yōu)選，在步驟s2中，采用反距離平方加權(quán)法取距離的冪ρ＝2。
10、作為優(yōu)選，在步驟s3中，基于rm算法的降雨場(chǎng)重構(gòu)步驟包括：構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)與加入非線性約束、構(gòu)造拉格朗日函數(shù)、迭代求解。
11、作為優(yōu)選，在步驟s4中，基于光流方程，使用局部平滑約束lucas-kanade方法求解光流約束方程得到運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)。
12、作為優(yōu)選，在步驟s5中，采用lk光流法得到相鄰時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)(u，v)后，根據(jù)所得矢量場(chǎng)可以進(jìn)一步使用半拉格朗日平流法外推得到未來時(shí)段預(yù)測(cè)的降雨場(chǎng)。
13、有益效果：本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
14、1.提高降雨監(jiān)測(cè)的精度：通過融合微波和雨量站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)雨量站分布不均、站網(wǎng)稀疏、難以支撐精細(xì)化預(yù)報(bào)需求的不足，減少了定量反演降水的誤差，提高降雨監(jiān)測(cè)精度。
15、2.提高臨近預(yù)報(bào)的實(shí)時(shí)性：基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的方法能夠快速地處理和分析大量降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而縮短降雨預(yù)報(bào)的時(shí)間，相較于現(xiàn)有基于雷達(dá)外推預(yù)報(bào)技術(shù)的時(shí)間分辨率更高，對(duì)于需要快速響應(yīng)的降雨預(yù)報(bào)服務(wù)(如城市防洪、災(zāi)害預(yù)警等)具有重要意義。
16、3.提高臨近預(yù)報(bào)的精度和穩(wěn)定性：更高精度的降雨場(chǎng)輸入數(shù)據(jù)可以獲得更精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)降雨場(chǎng)結(jié)果，這為降雨預(yù)報(bào)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支持。基于微波雨量站的數(shù)據(jù)融合方法能夠綜合考慮兩種降雨監(jiān)測(cè)手段的信息，這有助于增強(qiáng)降雨預(yù)報(bào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述步驟S5具體為：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述步驟s2具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波雨量站數(shù)據(jù)融合的降水臨近預(yù)報(bào)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘姝睿，朱文蘋，楊濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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