一种基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法：将地基双偏振天气雷达数据与星载Ku/Ka双频雷达数据进行时空匹配，建立星地雷达匹配数据集；利用双偏振天气雷达数据反演得到水凝物种类，将星载双频雷达三维观测物理量聚类得到相应的几何质心；根据零度层的相对位置预分出纯降水类型廓线；在逐库反演时，将星载双频雷达三维观测物理量分别与每类水凝物对应的几何质心计算欧式距离；确定欧氏距离最小的相应水凝物种类为该距离库的最优反演结果。最后基于邻域相关性对各个距离库的反演结果进行优化处理，得到整条廓线反演结果。本发明专利技术利用星载双频雷达直接观测物理量快速有效识别水凝物种类，反演结果精细可靠。靠。靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法


[0001]本专利技术属于大气探测与遥感
，特别是一种基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法。

技术介绍

[0002]降水中水凝物种类的准确识别对雷达定量降水估计、云降水物理机制研究以及人工影响天气作业、灾害天气监测预警等方面具有重要的科学意义和应用价值。对降水中水凝物种类的识别探测手段主要分为直接探测和遥感反演两种。直接探测方式主要是通过飞机搭载仪器直接探测降水中水凝物种类；遥感反演手段是通过使用双偏振天气雷达、微波辐射计等仪器测量结果反演得到降水中水凝物种类。其中，机载探测结果最为准确，但是实施作业程序多、成本高，且时空分辨率低。由于偏振技术对于探测降水粒子形态的优势，双偏振天气雷达探测除了能连续获得高时空分辨率的测量数据，还可以基于模糊逻辑算法等方法准确反演得到降水中水凝物种类。目前，最常用的地基探测手段就是利用S波段双偏振天气雷达基于模糊逻辑算法对降水中水凝物种类进行反演。
[0003]相比地基探测而言，卫星观测覆盖面广泛，可以覆盖沙漠、海洋等无站点偏远地区，有效助力对全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将经过质控的地基双偏振天气雷达数据与星载Ku/Ka双频雷达数据进行时空匹配，建立星地雷达时空匹配数据集；步骤2、利用匹配数据集中的双偏振天气雷达数据反演得到水凝物种类；步骤3、将每类水凝物对应的星载双频雷达三维观测物理量分别聚类得到相应的粒子簇分布空间，并计算各自的几何质心；步骤4、在开始反演时，根据零度层的相对位置预分出纯降水类型廓线；在逐库反演时，将星载双频雷达三维观测物理量分别与每类水凝物对应的几何质心计算欧式距离；步骤5、确定欧氏距离最小的对应水凝物种类为该距离库的最优反演结果；基于邻域相关性对各个距离库的反演结果进行优化处理，得到整条降水廓线的水凝物种类反演结果。2.根据权利要求1所述的基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法，其特征在于，步骤1中所述星载双频雷达为星载Ku/Ka双频雷达，所述质控为对地基双偏振天气雷达数据进地物杂波订正以及基于长期观测规律对差分反射率因子Zdr进行校正，时空匹配包括：首先将质控后的双偏振天气雷达数据栅格化插值处理成1km
×
1km
×
0.5km的三维数据，然后限制时间不超过5min与过境的星载双频雷达数据进行时间匹配，最后基于反距离权重插值算法将通过时间匹配的两类雷达数据进行数据融合建立星地时空匹配数据集。3.根据权利要求1所述的基于星载双频雷达的降水中水凝物种类识别方法，其特征在于，步骤2所述的利用匹配数据集中的双偏振天气雷达数据反演得到水凝物种类，包括：通过模糊逻辑算法反演得到水凝物种类，所述模糊逻辑算法包括模糊化、模糊规则、去模糊三部分；其中选择不对称T函数作为隶属度函数进行模糊化，公式如下：其中P为隶属度，为阈值，t表示实际的输入参量，包括差分反射率因子Zdr、相关系数以及温度廓线数据，所述温度廓线数据来源于匹配数据集...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雄，艾未华，赵现斌，胡申森，马烁，乔俊淇，刘占财，严卫，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：