基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法技术

技术编号:22077000 阅读:58 留言:0更新日期:2019-09-12 14:35
本发明专利技术公开一种基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法,本发明专利技术基于雷达降水数据小波域统计特征,选取合适的降水数据的先验模型,确定地基和星载雷达降水数据小波分解后尺度系数融合和小波系数融合的正则化函数,随后在小波域内利用梯度投影法求解降水数据尺度系数及小波系数的最大后验估计,最后进行小波反变换得到最优降水估计。本发明专利技术的融合过程考虑了不同传感器降水估计的不确定性、降水数据的小波域统计特征,融合结果降低单一传感器不确定性的同时,可更好的保持和重建强降水极值、小尺度变化等细节特征,从而更有利于洪水监测等强灾害天气的监测和预报。

Rainfall Data Fusion Method of Ground-based and Spaceborne Radar Based on Wavelet Domain Regularization

【技术实现步骤摘要】
基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法
:本专利技术涉及气象探测数据处理
,更确切地说,涉及一种基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法。
技术介绍
:降水的精确估计对降水的时空分布特征研究、水资源的开发和利用、旱涝灾害预报预警等都具有十分重要的意义。目前获取降水观测信息的途径主要有:地面雨量计、地基雷达和卫星遥感探测。每种降水观测方式在测量精度、分辨率、覆盖范围等方面均有自己的优势和局限性。雨量计在局部点测量上具有相对最高的测量精度。然而实际降雨在不同时间和空间尺度上均有显著变异性,在大范围降雨动态变化监测方面,地基雷达和卫星遥感观测发挥了重要作用。地基雷达(GR,GroundRadar)能提供较高时空分辨率的较大范围的降水观测,但也易受定标偏差、运行环境、波束展宽等带来的误差影响。卫星遥感观测可进行近全球大范围空间连续探测,但受卫星反演降水的物理原理和算法的局限性,其反演降水的精度相对较低。TRMM及GPM卫星的发射成功,其上携带的高分辨率高精度测雨雷达,开创了卫星全球降水监测新时代。由于燃料耗尽,TRMM卫星已于2015年4月停止运行。GPM作为TRMM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法,其特征在于:包括如下具体步骤:1)先从星载雷达DPR数据和地基雷达GR数据中,选取空间窗和时间窗同时匹配的DPR降水数据和GR反射率因子数据;再选取位于所述空间窗内所有雨量站且处于所述时间窗±30min的雨量计数据;其中,空间窗指地基雷达覆盖范围与星载雷达测绘带所相交的区域;时间窗指星载雷达扫过匹配空间窗的时间与地基雷达开始一次体扫的时间差距在±6min以内;2)对步骤1)选取的GR反射率因子数据、DPR降水率数据和雨量计数据分别进行质量控制;3)对步骤2)质量控制后的GR反射率因子数据进行降水反演,得到GR降水数据;4)将质量控制后的...

【技术特征摘要】
1.一种基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法,其特征在于:包括如下具体步骤:1)先从星载雷达DPR数据和地基雷达GR数据中,选取空间窗和时间窗同时匹配的DPR降水数据和GR反射率因子数据;再选取位于所述空间窗内所有雨量站且处于所述时间窗±30min的雨量计数据;其中,空间窗指地基雷达覆盖范围与星载雷达测绘带所相交的区域;时间窗指星载雷达扫过匹配空间窗的时间与地基雷达开始一次体扫的时间差距在±6min以内;2)对步骤1)选取的GR反射率因子数据、DPR降水率数据和雨量计数据分别进行质量控制;3)对步骤2)质量控制后的GR反射率因子数据进行降水反演,得到GR降水数据;4)将质量控制后的雨量计数据分别与质量控制后的DPR降水数据和步骤3得到的GR降水率数据进行统计分析,以雨量计数据为标准分别进行系统偏差校正;5)利用误差方差分离法分别将偏差校正后的GR/DPR降水估计数据与雨量计数据进行误差方差分离,得到雨量计数据的误差方差以及GR/DPR降水估计误差方差;6)分别对步骤4中偏差校正后的GR/DPR降水估计数据进行正交小波变换,得到GR/DPR降水估计数据对应的尺度系数和小波系数;7)将步骤6中GR/DPR降水估计数据对应的尺度系数和小波系数分别进行正则化融合,得到融合后的尺度系数c和小波系数d;8)对步骤7融合后的尺度系数c和小波系数d,进行小波反变换,得到GR和DPR多传感器降水估计融合结果。2.根据权利要求1所述的基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法,其特征在于:步骤2)中,对于GR反射率因子数据采用模糊逻辑法进行GR反射率因子数据的地杂波去除,以及采用自适应约束法对GR反射率因子数据进行衰减订正;对DPR降水率数据选取2ADPR产品中NS模式地面降水率数据进行质量控制;对雨量计数据采用奇异点的去除方法进行质量控制。3.根据权利要求2所述的基于小波域正则化的地基和星载雷达降水数据融合方法,其特征在于:步骤3)中,对于双偏振雷达的GR反射率因子数据采用Z-R关系法、KDP法、...

【专利技术属性】
技术研发人员:寇蕾蕾阳紫蕾蒋银丰陈爱军楚志刚胡汉峰李南
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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