低空风切变区域的获取方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种低空风切变区域的获取方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取低空下的雷达极坐标数据；其中，所述雷达极坐标数据包括表征极坐标系下的雷达基础数据；对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据；对所述可视化图像数据进行质量评估处理，得到质量评估结果；其中，所述质量评估结果包括针对信噪比、峰值信噪比中任一个的评估结果；根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息，并基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域。采用本方法能够提高识别风切变区域的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
低空风切变区域的获取方法、装置、设备和存储介质
本申请涉及航空气象
，特别是涉及一种低空风切变区域的获取方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
强对流天气的风场三维结构中最典型的天气是风切变，风切变是指大气在某一时间内空间上任意两点之间风矢量的变化，因此是国际航空和气象界已公认的对飞行有重大影响的天气现象。特别是与雷暴有关的低空风切变(600m以下的风切变)，更会影响升降航班安全。比如历史上曾因为飞机在起飞和降落的过程中遇到低空风切变发生造成飞机失事。传统技术中，通过实时采集边界层风廓线雷达数据和机场跑道风传感器数据得到的风场信息提取并输出风切变信息，当风切变信息超过系统阈值时，触发系统内部预警信号。然而，传统方法只是在采集的边界层风廓线雷达数据和机场跑道风传感器数据中提取风切变信息，导致识别风切变的准确度不高。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高风切变区域的识别率的低空风切变区域的获取方法、装置、计算机设备和存储介质。一种低空风切变区域的获取方法，所述方法包括：获取低空下的雷达极坐标数据；其中，所述雷达极坐标数据包括表征极坐标系下的雷达基础数据，所述雷达基础数据包括雷达径向速度、雷达切向速度、雷达位置信息、雷达时空分辨率、雷达功率、雷达运动轨迹；对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据；对所述可视化图像数据进行质量评估处理，得到质量评估结果；其中，所述质量评估结果包括针对信噪比、峰值信噪比中任一个的评估结果；根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息，并基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域。在其中一个实施例中，还包括：在所述根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息的步骤之前，所述方法还包括：判断所述质量评估结果中的信噪比或峰值信噪比是否大于预先设定的信噪比阈值或峰值信噪比阈值；若是，则输出区域生长操作信息；若否，则输出区域生长终止信息。在其中一个实施例中，所述基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域，包括：获取所述雷达极坐标数据中的雷达极坐标复合速度数据，并对所述雷达极坐标复合速度数据进行二维转换，得到雷达二维复合速度数据；将所述雷达二维复合速度数据划分为K个区域，并将第k个区域中心点的复合速度数据作为第k个区域的第k个种子点；判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值；当每个所述邻域复合速度值未超过所述复合速度阈值时，则将所述第k个种子点所在子区域与所述邻域复合速度值所在子区域进行合并，得到第k个合成子区域，并将所述第k个种子点和所述邻域作为新的种子点k，继续执行所述判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值的步骤；直至新的种子点k周围的每个邻域复合速度值都超过所述复合速度阈值时停止第k个区域的区域生成，并将k+1作为新的种子点k，继续执行所述判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值的步骤；直至k＝K为止；其中，k＝1、2、……、K；当每个所述邻域复合速度值超过所述复合速度阈值时，则停止第k个区域的区域生长，并将k+1作为新的种子点k，继续执行所述判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值的步骤；直至k＝K为止；其中，k＝1、2、……、K；直到K个区域都停止区域生长时，将第1个合成子区域至第K个合成子区域确定为所述目标风切变区域。在其中一个实施例中，所述对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据，包括：对所述雷达极坐标数据进行预处理，得到预处理后雷达极坐标数据；获取所述预处理后雷达极坐标数据中雷达径向上的多个径向分段雷达数据，以及雷达切向上的多个切向分段雷达数据；对每个径向分段雷达数据进行线性拟合处理，得到目标径向速度变化值；其中，所述目标径向速度变化值包括多个径向分段的多个径向速度变化值；对每个切向分段雷达数据进行线性拟合处理，得到目标切向速度变化值；其中，所述目标切向速度变化值包括多个切向分段的多个切向速度变化值；根据所述目标径向速度变化值和所述目标切向速度变化值，得到目标复合速度变化值；对所述目标复合速度变化值进行可视化处理，得到目标可视化图像数据。在其中一个实施例中，所述对每个径向分段雷达数据进行线性拟合处理，包括：针对每个径向分段雷达数据沿着雷达径向选取n个径向位置点；其中，每个径向位置点包括每个径向点的径向速度以及每个径向点与雷达之间的距离，n为大于0的整数；对每个径向分段雷达数据进行n点拟合处理采用公式(1)，得到每个径向分段的径向速度变化值：式(1)中，vi表示第i个径向点的径向速度，ri表示第i个径向点与雷达之间的距离，表示每个径向分段的径向速度变化值。在其中一个实施例中，所述对每个切向分段雷达数据进行线性拟合处理，包括：针对每个切向分段雷达数据沿着雷达切向选取m个切向位置点；其中，每个切向位置点包括每个切向点的方位角以及每个切向点与雷达之间的距离，m为大于0的整数；对每个切向分段雷达数据进行m点拟合处理采用公式(2)，得到每个切向分段的切向速度变化值：式(2)中，vj表示第j个切向点的切向速度，θj表示第j个切向点相应的方位角，r表示第j个切向点与雷达之间的距离，表示每个切向分段的切向速度变化值。在其中一个实施例中，所述目标复合速度变化值，包括包括每个径向分段的径向速度变化值和每个切向分段的切向速度变化值的对应复合速度变化值，所述对应复合速度变化值的确定过程为：一种低空风切变区域的获取装置，所述装置包括：获取模块，用于获取低空下的雷达极坐标数据；其中，所述雷达极坐标数据包括表征极坐标系下的雷达基础数据，所述雷达基础数据包括雷达径向速度、雷达切向速度、雷达位置信息、雷达时空分辨率、雷达功率、雷达运动轨迹。第一处理模块，用于对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据；评估模块，用于对所述可视化图像数据进行质量评估处理，得到质量评估结果；其中，所述质量评估结果包括针对信噪比、峰值信噪比中任一个的评估结果；第二处理模块，用于根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息，并基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取低空下的雷达极坐标数据；其中，所述雷达极坐标数据包括表征极坐标系下的雷达基础数据，所述雷达基础数据包括雷达径向速度、雷达切向速度、雷达位置信息、雷达时空分辨率、雷达功率、雷达运动轨迹；对所述雷达极坐标数据进行分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低空风切变区域的获取方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取低空下的雷达极坐标数据；其中，所述雷达极坐标数据包括表征极坐标系下的雷达基础数据，所述雷达基础数据包括雷达径向速度、雷达切向速度、雷达位置信息、雷达时空分辨率、雷达功率、雷达运动轨迹；/n对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据；/n对所述可视化图像数据进行质量评估处理，得到质量评估结果；其中，所述质量评估结果包括针对信噪比、峰值信噪比中任一个的评估结果；/n根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息，并基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种低空风切变区域的获取方法，其特征在于，所述方法包括：
获取低空下的雷达极坐标数据；其中，所述雷达极坐标数据包括表征极坐标系下的雷达基础数据，所述雷达基础数据包括雷达径向速度、雷达切向速度、雷达位置信息、雷达时空分辨率、雷达功率、雷达运动轨迹；
对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据；
对所述可视化图像数据进行质量评估处理，得到质量评估结果；其中，所述质量评估结果包括针对信噪比、峰值信噪比中任一个的评估结果；
根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息，并基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述质量评估结果，输出区域生长操作信息的步骤之前，所述方法还包括：
判断所述质量评估结果中的信噪比或峰值信噪比是否大于预先设定的信噪比阈值或峰值信噪比阈值；
若是，则输出区域生长操作信息；
若否，则输出区域生长终止信息。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述区域生长操作信息对所述雷达极坐标数据进行区域生长处理，得到目标风切变区域，包括：
获取所述雷达极坐标数据中的雷达极坐标复合速度数据，并对所述雷达极坐标复合速度数据进行二维转换，得到雷达二维复合速度数据；
将所述雷达二维复合速度数据划分为K个区域，并将第k个区域中心点的复合速度数据作为第k个区域的第k个种子点；
判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值；
当每个所述邻域复合速度值未超过所述复合速度阈值时，则将所述第k个种子点所在子区域与所述邻域复合速度值所在子区域进行合并，得到第k个合成子区域，并将所述第k个种子点和所述邻域作为新的种子点k，继续执行所述判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值的步骤；直至新的种子点k周围的每个邻域复合速度值都超过所述复合速度阈值时停止第k个区域的区域生成，并将k+1作为新的种子点k，继续执行所述判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值的步骤；直至k＝K为止；其中，k＝1、2、……、K；
当每个所述邻域复合速度值超过所述复合速度阈值时，则停止第k个区域的区域生长，并将k+1作为新的种子点k，继续执行所述判断所述第k个种子点周围的每个邻域复合速度值是否超过预先设定的复合速度阈值的步骤；直至k＝K为止；其中，k＝1、2、……、K；
直到K个区域都停止区域生长时，将第1个合成子区域至第K个合成子区域确定为所述目标风切变区域。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述雷达极坐标数据进行分段及拟合处理，得到可视化图像数据，包括：
对所述雷达极坐标数据进行预处理，得到预处理后雷达极坐标数据；
获取所述预处理后雷达极坐标数据中雷达径向上的多个径向分段雷达数据，以及雷达切向上的多个切向分段雷达数据；
对每个径向分段雷达数据进行线性拟合处理，得到目标径向速度变化值；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周康明，申影影，
申请(专利权)人：上海眼控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31