[发明专利]一种基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法

权利要求书

1.一种基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于，根据云层雷达信息图提取云团信息，并计算云团移动方向和速度，判断需评估时间间隔后云团是否移动至评估区域，再进行降雨判断。

2.如权利要求1所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a，获取包括预测区域及其周边地区的原图，原图包括未含有云层雷达信息的原始模板图，以及含有云层雷达信息的原始雷达图；采用计算机识别获得原始模板图和原始雷达图的RGB色彩值，并计算获得以RGB色彩值为表征的云层雷达信息图；

步骤b，将云层雷达信息图进行二值化处理，形成二值化图像；

步骤c，将二值化图像进行边界提取，划清云团与云团之间的界限，获得云团边界图像；

步骤d，计算获得各云团边界的质心位置；

步骤e，在往前一个时间间隔的时间和当前时间为两个时间点，分别重复步骤a-d，获得两个时间点各自的的云团边界图像和质心位置信息，获得两个时间点各自云团边界图像之间对应关系，根据质心移动变化距离计算当前时间点各云团的质心位移速度并获得质心位移方向；

步骤f，以步骤e获得的各云团质心位移速度和质心位移方向，按照当前时间点各云团的图像位置，计算当前时间点的云层雷达信息图中各云团在需评估时间间隔后所移动到达的位置，判断是否落入预测区域范围；

步骤g，再根据f步骤获得的落入到预测区域范围内的云团信息叠加情况，判断是否降雨以及雨量大小。

3.如权利要求2所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于，步骤a中，原始模板图以及含有云层雷达信息的原始雷达图均来自气象局发布图片。

4.如权利要求2所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于，步骤a中，计算公式为：

在上述公式(1)中，x，y为雷达图坐标，f₁(x,y)为原始雷达图的RGB色彩强度值，f₂(x,y)为原始模板图RGB色彩强度值，g(x,y)为处理后的强度值。

5.如权利要求2所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于，步骤a中，所述周边地区范围，是指以预测区域为中心向四周扩展到至少包含一个已达到降雨强度云团所在的区域，或者至少包含两个未达到降雨强度云团所在的区域。

6.如权利要求2所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于，在所述步骤b中二值化处理过程为：

在上述公式(2)中，A为雷达反射率强度大于5dBZ的色彩强度值集合。

7.如权利要求2所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于步骤c中将所述二值化图像使用Bwperim-imfill算子提取细节更加完美的边界图像G(x,y)，bwperim-imfill组合算子步骤为先使用bwperim算子对图像进行边界提取，再使用imfill算子处理提取的边界，对处理结果再次使用bwperim算子计算。。

8.如权利要求2所述的基于雷达图信息处理的山地城市短时降雨预报方法，其特征在于：步骤d中，计算获得各云团边界的质心位置具体包括以下步骤：

1)利用追踪算法来获取距离预测区域最近云团边界满足下式的点，公式为：

在上述公式(3)中，d₈为棋盘距离，D为欧式距离，G为经算法提取后的边界图像，p为预测区域中心点坐标，Q为预测区域最近云团边界某点，X₀，Y₀为预测区域最近云团边界某点坐标；

2)利用以下(自定义)算法获取云团质心坐标，公式为：

在上述公式(4)中，为云团质心，n为某个云团边界点个数，X_k，Y_k为某个云团所有边界点的坐标。