[发明专利]快速获取雷达反射率CAPPI三维矢量数据的方法

权利要求书

1.一种快速获取雷达反射率CAPPI三维矢量数据的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)雷达三维扫描数据的归一化；2)雷达数据点的六面体网格构建；3)水平剖切平面构建；4)雷达反射率CAPPI三维矢量数据求算；其中，

1)雷达三维扫描数据的归一化：将雷达三维扫描数据的各扫描层均归一化为具有360条扫描线数据的标准层，得到各扫描层具有上、下位相对应数据点的雷达扫描数据；

2)雷达数据点的六面体网格构建：

2.1)对上述归一化得到的雷达扫描数据，取任一扫描层L上相邻的第j和第j+1条扫描线分别取相邻的第i和第i+1数据点的点坐标，共计四点作为顶点连接成四边形；

同样取L+1扫描层上相邻的第j和第j+1条扫描线的第i和第i+1数据点的点坐标，共计四点作为顶点也连接成四边形；

并将第L和第L+1扫描层所取的点坐标按上下位关系对应连接，构建成一个六面体；其中L表示扫描层数，j表示扫描线对应的方位角，j取0≤j≤359的整数，i表示该扫描线上任意一个数据点；

2.2)当步骤2.1)中第L+1层上数据点个数少于第L层上数据点个数时，即当在第L层中第j条和第j+1条扫描线上取到的四个数据点，在第L+1层中第j条和第j+1条扫描线缺少上、下位相对应数据点时，则重复取第L+1层对应两条扫描线上的最后两个数据点，并将取到的各个数据点对应连接构建成六面体，这种情况下，由于L+1层中的数据点重复使用，所构建的六面体本质上是退化的六面体；

2.3)重复步骤2.1)和步骤2.2)，依次对各相邻扫描层上所有数据点进行六面体构建，得到的所有雷达反射率数据构建的六面体网格；

3)水平剖切平面构建：

设定一水平剖切平面的高度相对于地面高度为H，雷达经纬度坐标为(Lon，Lat)，在该水平剖切平面上位于雷达正上方的一点P₀，其经纬度为(Lon，Lat)；则该水平剖切平面可按照如下公式表示：

其中P为水平剖面上的任意一点；为水平面的一个法线向量，取:

4)雷达反射率CAPPI三维矢量数据求算：

根据步骤3)所设水平剖切平面对步骤2)所得六面体网格进行平面剖切算法求算，得到雷达反射率CAPPI三维矢量数据。

2.根据权利要求1所述的快速获取雷达反射率CAPPI三维矢量数据的方法，其特征在于：步骤1)所述归一化的具体过程如下：在每一个扫描层中，以雷达天线位置为中心，以方位角0度构建第一条扫描线，每一个整数方位角构建一条扫描线，以此类推，第360条扫描线方位角位于为359度，构建360条扫描线；每个扫描线上的数据，再根据原始雷达三维反射率数据的各层扫描线数据，通过插值计算法得到构建的360条扫描线数据，由此完成雷达三维扫描数据的归一化处理。

3.根据权利要求1所述的快速获取雷达反射率CAPPI三维矢量数据的方法，其特征在于：步骤4)对六面体网格进行平面剖切算法求算包含如下具体步骤：

4.1)取步骤2所述六面体网格中8个顶点坐标的高度分别处于步骤3)所设水平剖切平面上下两侧的六面体，即该六面体被水平剖切面所切割，并将所有符合条件的六面体保存；

4.2)逐一遍历步骤4.1)保存的所有六面体，对每一个六面体进行与水平剖面的剖切计算：分别计算水平剖切平面与该六面体各条边的交点以及该交点的雷达反射率数值，并将各交点连接成若干三角面片，并保存生成的所有三角面片，即保存所有三角面片顶点三维坐标和每个顶点相对应的雷达反射率数值；保存下来的所有三角面片构成剖面三角网，即获得雷达反射率数据CAPPI三维矢量数据。

4.根据权利要求1所述的快速获取雷达反射率CAPPI三维矢量数据的方法，其特征在于：步骤4.2)其中每个三角面片各顶点都包含相对应的雷达反射率数值，对应不同的反射率数值分别赋予相应颜色，再由各顶点的颜色通过渐变方式绘制出具有颜色的三角面片，得到有颜色的雷达反射率数据CAPPI三维矢量数据。

5.根据权利要求4所述的快速获取雷达反射率CAPPI三维矢量数据的方法，其特征在于：所述渐变方式是采用计算机绘图自身的颜色插值功能得到颜色渐变的三角面片。