ISSN 1004-4965

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基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用

周嘉健 徐黄飞 邹庆彪 汤晶晶 刘艳中

周嘉健, 徐黄飞, 邹庆彪, 汤晶晶, 刘艳中. 基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用[J]. 热带气象学报, 2021, 37(2): 258-267. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.024
引用本文: 周嘉健, 徐黄飞, 邹庆彪, 汤晶晶, 刘艳中. 基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用[J]. 热带气象学报, 2021, 37(2): 258-267. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.024
ZHOU Jia-jian, XU Huang-fei, ZOU Qing-biao, TANG Jing-jing, LIU Yan-zhong. DEVELOPMENT AND APPLICATION OF TERRAIN OCCLUSION ANALYSIS SYSTEM FOR WEATHER RADAR BASED ON SRTM TERRAIN DATA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2021, 37(2): 258-267. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.024
Citation: ZHOU Jia-jian, XU Huang-fei, ZOU Qing-biao, TANG Jing-jing, LIU Yan-zhong. DEVELOPMENT AND APPLICATION OF TERRAIN OCCLUSION ANALYSIS SYSTEM FOR WEATHER RADAR BASED ON SRTM TERRAIN DATA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2021, 37(2): 258-267. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.024

基于SRTM地形数据天气雷达地形遮挡分析系统开发及应用

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.024
基金项目: 

广东省重点领域研发计划项目 2020B1111200001

广东省气象局科研项目 GRM2019Z02

详细信息
    通讯作者:

    周嘉健,男,广东省人,硕士,研究方向:大气探测与大气遥感。E-mail:979351086@qq.com

  • 中图分类号: P412

DEVELOPMENT AND APPLICATION OF TERRAIN OCCLUSION ANALYSIS SYSTEM FOR WEATHER RADAR BASED ON SRTM TERRAIN DATA

  • 摘要: 天气雷达是目前对强对流、台风、暴雨等天气过程进行精细探测的重要手段之一,其观测数据对天气预报业务起着关键的作用。天气雷达的探测能力会受到雷达所建位置四周地形遮挡影响。因此合理的雷达选址能更大程度地发挥出雷达的探测能力。基于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台获取的SRTM地形数据,利用MATLAB工具开发天气雷达地形遮挡分析系统,实现一键智能绘图,获取天气雷达遮蔽角图、各方位遮蔽角柱状图、等射束高度图及等射束高度拼图,提高雷达选址的工作效率。通过仿真试验测试系统功能,通过实例应用实际分析拟建站点地形遮挡情况。同时,系统新加入智能分析结果为雷达建站选址提供相应的分析,并具备人工补偿功能可将人工现场观测数据加入结果中完善雷达建设选址。

     

  • 图  1  技术路线流程图

    图  2  智能绘图站点1(a)、站点2(b)系统示意图

    图  3  站点1遮蔽角图(a、c)与各方位遮蔽角柱状图(b、d)统计图

    a、b. 1.0 °的方位分辨率下的结果;c、d. 0.1 °的方位分辨率下的结果。

    图  4  1.0 °的方位分辨率下(a)、0.1 °的方位分辨率下(b)站点1在1-3-6 km三高度下等射束高度图

    图  5  站点1与站点2的1 km高度等射束高度拼图界面

    图  6  人工观测数据补偿功能界面

    图  7  站点探测环境净空客观分析界面

    图  8  天气雷达拟建站点遮蔽角图(a、c、e)和等射束高度图(b、d、f)

    a、b. 拟建站点1;c、d. 拟建站点2;e、f. 拟建站点3。

    图  9  三个拟建站点1 km高度等射束高度拼图

    ①~③分别对应的是拟建站点1(紫色)、拟建站点2(绿色)和拟建站点3(黄色)。

    表  1  拟建站点信息表

    雷达站名 经度/°E 纬度/°N 海拔高度/m 天线+塔高/m 探测范围/km 雷达波段类型
    站点1 113.111 1 23.222 2 100 20 75 X
    站点2 114.333 3 24.111 1 200 10 75 X
    下载: 导出CSV

    表  2  拟建站点的统计分析结果表

    拟建站点 0.5 °的阻挡面占比/% 1.0 °的阻挡面占比/% 1.5 °的阻挡面占比/% 1 km高度探测净空面积/km2 净空占总面积/% 阻挡面积/km2 阻挡比例/%
    1 0.56 0 0 52 605.54 98.50 801.54 1.51
    2 0.83 0 0 52 359.53 98.04 1 047.54 1.96
    3 33.89 15.28 7.5 27 713.17 51.89 25 693.91 48.11
    下载: 导出CSV

    表  3  挡角高于0.5 °、1.0 °和1.5 °各方位连排山体阻挡记录表

    0.5 °遮挡角 方位范围/°
    跨度
    1~28
    28
    34~48
    15
    61~74
    14
    122~148
    27
    160~162
    3
    220~223
    4
    313~315
    3
    339~360
    22
    1.0 °遮挡角 方位范围/° 44~45 126~128 132~133 136~138 141~143 347~358 - 3~27
    跨度 25 2 3 2 3 3 - 12
    1.5 °遮挡角 方位范围/° 3~25 355~356 - - - - - -
    跨度 23 2 - - - - - -
    下载: 导出CSV
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图(9) / 表(3)
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-26
  • 修回日期:  2021-01-28
  • 刊出日期:  2021-04-01

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