【技术实现步骤摘要】
本申请涉及大气科学，尤其是涉及一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法。
技术介绍
1、雷达回波顶高是指天气雷达探测到的回波的发展高度，由于雷达回波反映的是云团或云块的信息，雷达回波顶高实际上可以理解为云顶的高度。雷达回波顶高体现了云团内部上升运动的强度，对天气的发生发展有着重要的指示作用，常常被作为重要指标去识别和预报雷电、冰雹、短时强降水和大风等灾害性天气，例如在河北邯郸地区冰雹往往发生在雷达回波顶高≥13km的情况下,将雷达回波顶高和雷达回波强度同时作为参数去估测雷达短时强降水，明显地提升了短时强降水的估测精度，此外，雷达回波顶高还在人工防雹作业的指挥中具有很好的参考意义。雷达回波顶高是一个非常重要的指标参数，被广泛地应用于短时灾害性天气的监测、预警和防灾中,因此，如何精确地计算出雷达回波顶的高度是雷达气象学的一个重要任务之一。
2、目前，常用的雷达回波顶高的计算方法主要是在雷达体扫数据（极坐标格式）中进行的，即在极坐标下的给定的每个方位（即方位角）—斜距（即雷达波束的距离）上，从高仰角向低仰角逐渐搜索找出大于等于给定雷达回波强度阈值（默认为18dbz）的最高高度，即雷达回波顶高。在具体计算雷达回波顶高时，一些方法是直接将搜索到的≥18 dbz的最高仰角的雷达波束高度直接作为雷达回波顶高，另一些方法则是利用插值法将搜索的≥18dbz的最高仰角的雷达波束高度和雷达回波强度与上一层仰角的雷达波束高度和雷达回波强度进行插值，获得18dbz雷达回波强度对应的高度，即雷达回波顶高。
3、虽然以往的雷达
技术实现思路
1、本申请旨在至少解决现有技术中在用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算处理方法中其得到的雷达回波顶高数据误差大，导致降低短时灾害性天气监测的估测精度问题。为此，本申请提出了一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法。
2、根据本申请实施例第一方面提供的1、一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述方法包括：
3、雷达数据处理，根据天气雷达的型号和对应的雷达基数据的结构，得到雷达立体观测信息以及不同仰角下极坐标格式的雷达回波强度数据；
4、雷达波束高度计算，根据所述雷达立体观测信息，提取雷达波束仰角、方位角以及波束斜距，结合地球有效半径，得到所述雷达波束高度；
5、将极坐标系下的所述雷达波束高度以及所述雷达回波强度数据叠加至经纬网格坐标，对经纬网格坐标下极坐标点周围临近的经纬网格点进行极坐标探测点填充，得到经纬网格雷达数据；
6、获取预设回波强度阈值，根据所述经纬网格雷达数据，确定大于或等于所述回波强度阈值的第一仰角层；
7、判断所述第一仰角层是否为最高仰角层，若否，获取相邻上一层的第二仰角层，根据所述第一仰角层及所述第二仰角层得到回波顶高。
8、根据本申请的一些实施例，所述雷达波束高度计算，根据所述雷达立体观测信息，提取雷达波束仰角、方位角以及波束斜距，结合地球有效半径，得到所述雷达波束高度，包括：
9、根据提取雷达波束仰角、方位角、波束斜距以及结合地球有效半径值，建立雷达波束高度与雷达仰角及波束斜距之间的关系式，得到各仰角下不同方位-斜距处雷达回波对应的雷达波束高度，其中，关系式为：，式中，为雷达波束高度，为雷达仰角，为波束斜距，为地球有效半径值。
10、根据本申请的一些实施例，所述将极坐标系下的所述雷达波束高度以及所述雷达回波强度数据叠加至经纬网格坐标，对经纬网格坐标下极坐标点周围临近的经纬网格点进行极坐标探测点填充，得到经纬网格雷达数据，包括：
11、根据雷达波束仰角、雷达波束斜距以及雷达波束高度，得到雷达波束水平距离对应的极坐标点；
12、以雷达站点为中心建立经纬网格坐标系，设置网格分辨率以及格点数，并将雷达观测的极坐标数据叠加至经纬网格中，确定经纬网格中所述极坐标点位置；
13、根据经纬网格中所述极坐标点，得到极坐标探测点；
14、将所述极坐标探测点填充至所述极坐标点周围的经纬网格坐标中，得到经纬网格雷达数据。
15、根据本申请的一些实施例，所述根据雷达波束仰角、雷达波束斜距以及雷达波束高度，得到雷达波束水平距离对应的极坐标点，包括：
16、根据雷达波束仰角、雷达波束斜距以及雷达波束高度，建立雷达波束水平距离的关系式，计算得到所述雷达波束水平距离，其中，
17、所述关系式为：，
18、式中，为雷达波束的水平距离，为雷达波束高度，为波束斜距，为地球有效半径值。
19、根据所述雷达波束水平距离以及雷达波束极角，得到对应的极坐标点。
20、根据本申请的一些实施例，所述以雷达站点为中心建立经纬网格坐标系，设置网格分辨率以及格点数，并将雷达观测的极坐标数据叠加至经纬网格中，确定经纬网格中所述极坐标点位置，包括：所述经纬网格坐标系的网格分辨率设置为0.01°×0.01°，以及网格格点数设置为451×451。
21、根据本申请的一些实施例，所述根据经纬网格中所述极坐标点，得到极坐标探测点，包括：
22、获取距离分辨率以及方位分辨率，根据所述距离分辨率、所述方位分辨率以及所述极坐标点，得到多个极坐标探测点。
23、根据本申请的一些实施例，所述将所述极坐标探测点填充至所述极坐标点周围的经纬网格坐标中，得到经纬网格雷达数据，包括：
24、根据多个所述极坐标探测点的数据值，依次填充至所述极坐标点周围的经纬网格坐标中得到网格范围区域；
25、根据所述网格范围区域确定经纬网格点，将所述极坐标点的数据值填充所述经纬网格点得到经纬网格雷达数据。
26、根据本申请的一些实施例，所述获取预设回波强度阈值，根据所述经纬网格雷达数据，确定大于或等于所述回波强度阈值的第一仰角层，包括：
27、根据转换为经纬网格后的雷达回波强度数据和雷达回波高度数据 ，从每个网格格点的高层依次向低层搜索，若出现大于或等于所述回波强度阈值的雷达回波强度数据值，则确定该层为第一仰角层。
28、根据本申请的一些实施例，所述判断所述第一仰角层是否为最高仰角层，若否，获取相邻上一层的第二仰角层，根据所述第一仰角层及所述第二仰角层得到回波顶高，包括
29、若所述第一仰角层为最高仰角层，则该网格格点处回波顶高为所述第一仰角层对应的雷达回波强度数据值。
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1.一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述雷达波束高度计算，根据所述雷达立体观测信息，提取雷达波束仰角、方位角以及波束斜距，结合地球有效半径，得到所述雷达波束高度，包括：
3.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述将极坐标系下的所述雷达波束高度以及所述雷达回波强度数据叠加至经纬网格坐标，对经纬网格坐标下极坐标点周围临近的经纬网格点进行极坐标探测点填充，得到经纬网格雷达数据，包括：
4.根据权利要求3所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述根据雷达波束仰角、雷达波束斜距以及雷达波束高度，得到雷达波束水平距离对应的极坐标点，包括：
5.根据权利要求3所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述以雷达站点为中心建立经纬网格坐标系，设置网格分辨率以及格点数，并将雷达观测的极坐标数据叠加至经纬网格中，确定经纬
6.根据权利要求3所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述根据经纬网格中所述极坐标点，得到极坐标探测点，包括：
7.根据权利要求3所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述将所述极坐标探测点填充至所述极坐标点周围的经纬网格坐标中，得到经纬网格雷达数据，包括：
8.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述获取预设回波强度阈值，根据所述经纬网格雷达数据，确定大于或等于所述回波强度阈值的第一仰角层，包括：
9.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述判断所述第一仰角层是否为最高仰角层，若否，获取相邻上一层的第二仰角层，根据所述第一仰角层及所述第二仰角层得到回波顶高，包括
10.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述判断所述第一仰角层是否为最高仰角层，若否，获取相邻上一层的第二仰角层，根据所述第一仰角层及所述第二仰角层得到回波顶高，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述雷达波束高度计算，根据所述雷达立体观测信息，提取雷达波束仰角、方位角以及波束斜距，结合地球有效半径，得到所述雷达波束高度，包括：
3.根据权利要求1所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述将极坐标系下的所述雷达波束高度以及所述雷达回波强度数据叠加至经纬网格坐标，对经纬网格坐标下极坐标点周围临近的经纬网格点进行极坐标探测点填充，得到经纬网格雷达数据，包括：
4.根据权利要求3所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述根据雷达波束仰角、雷达波束斜距以及雷达波束高度，得到雷达波束水平距离对应的极坐标点，包括：
5.根据权利要求3所述的一种用于短时灾害性天气监测的回波顶高计算优化方法，其特征在于，所述以雷达站点为中心建立经纬网格坐标系，设置网格分辨率以及格点数，并将雷达观测的极坐标数据叠加至经纬网格中，确定经纬网格中所述极坐标点位置，包括：所述经纬网格坐标系的网格分辨率设置为0...
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