[发明专利]极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法及装置

权利要求书

1.极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，包括：

根据极化-多普勒气象雷达接收到的回波数据，得到距离-多普勒谱；

对距离-多普勒谱进行滤波，保留降雨目标，去除杂波，得到滤波后的二值掩模；

利用降雨目标速度和谱宽之间的关系以及降雨区域连续分布特性补偿降雨目标，包括以下步骤：

计算滤波后的二值掩模中降雨目标的径向速度和谱宽；

根据滤波后的二值掩模中降雨目标的径向速度和谱宽的分布情况去除其中的异常值；

利用上一步骤保留下来的降雨目标的径向速度和谱宽，通过多项式拟合出被上一步骤过度去除的降雨目标的径向速度和谱宽，进而进行降雨目标的补偿；

根据降雨目标的径向速度和谱宽，选择降雨区域；

根据降雨目标的功率谱密度呈高斯分布这一特性重构与地杂波混叠的降雨目标。

2.根据权利要求1所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，根据降雨目标与非降雨目标的谱极化参量在统计特性上的差异，对距离-多普勒谱进行谱极化滤波，得到谱极化滤波后的二值掩模。

3.根据权利要求2所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，所述谱极化滤波，包括：

利用降雨目标的谱共极化相关系数和除地杂波以外的其他杂波的谱共极化相关系数之间的差异对距离-多普勒谱进行阈值滤波，滤除除地杂波以外的其他杂波；

利用降雨目标的谱差分反射率标准差和地杂波的谱差分反射率标准差之间的差异对距离-多普勒谱进行阈值滤波，滤除地杂波。

4.根据权利要求3所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，利用降雨目标的谱共极化相关系数和除地杂波以外的其他杂波的谱共极化相关系数之间的差异对距离-多普勒谱进行阈值滤波，包括以下步骤：

计算距离-多普勒谱中各个单元区域的谱共极化相关系数，得到谱共极化相关系数的距离-多普勒图像；

设定谱共极化相关系数阈值，对谱共极化相关系数的距离-多普勒图像进行谱极化滤波，若单元区域的谱共极化相关系数大于谱共极化相关系数阈值，则为降雨目标，若单元区域的谱共极化相关系数小于谱共极化相关系数阈值，则为非降雨目标。

5.根据权利要求3所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，利用降雨目标的谱差分反射率标准差和地杂波的谱差分反射率标准差之间的差异对距离-多普勒谱进行阈值滤波，包括以下步骤：

计算距离-多普勒谱中各个单元区域的谱差分反射率，进而利用滑动窗求得各个单元区域的谱差分反射率标准差；

设定谱差分反射率标准差阈值，在零频附近对距离-多普勒谱中各个单元区域进行阈值滤波，若单元区域内谱差分反射率标准差小于等于谱差分反射率标准差阈值，则认为该单元区域为降雨目标，滤波掩模设为1，若此单元区域内谱差分反射率标准差大于谱差分反射率标准差阈值，则认为该单元区域为非降雨目标，滤波掩模设为0。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，利用降雨目标在距离-多普勒谱图上是连续分布的这一特性，采用形态学闭运算来恢复谱极化滤波之后距离-多普勒谱中缺失的降雨目标。

7.根据权利要求6所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，还包括将谱极化滤波之后距离-多普勒谱中连通的区域对象按照面积大小排序，将面积较大的多个区域对象视为降雨目标，其余区域对象视杂波予以滤除，得到基于面积滤波后的二值掩模。

8.根据权利要求7所述的极化-多普勒气象雷达的降雨信号恢复方法，其特征在于，还包括对利用谱宽信息进一步去除面积滤波后的二值掩模中的杂波，获得滤波后的二值掩模。