图象边缘检测的模糊数学方法

讨论有模糊数学方法实现图象边缘检测的原理和方法，对多幅实际图象进行试验结果证明，该方法有效的。     

多光谱卫星图象综合处理系统的可视化设计

多光谱卫星图象中蕴涵着丰富的气象信息，在天气监测和预报工作中发挥了重要作用。为使多光谱气象卫星图象更好的为气象工作服务，我们初步开发了多光谱卫星图象综合处理系统(MSISPS)。本文详细地论述了多光谱卫星图象综合处理系统的可视化设计原理、思想和方法以及此系统实现的主要功能。还介绍了位图显示、动画处理、创建新窗口和状态栏利用等关键技术在MSISPS中的应用。与现在的相关的软件相比，MSISPS实现了多光谱卫星图象的云分类分析、降水场分析和湿度场分析的可视化和交互式操作，使气象卫星图象处理的新技术和新方法得到了简便、高效、快捷的应用。     

天气雷达回波图象数据压缩方法

文中介绍了一种天气雷达回波图象数据压缩方法，采用微分尖锐化的方法确定回波强度各分层的廓线，再用最小距离法和动态坐标追踪法对廓线点进行排序，并对数据进一步压缩。对回波图象数据压缩之前，应用掩膜滤波法对回波区边缘平滑，使保持原图的主要结构特征。使用这种数据压缩方法，压缩后的数据仅为原图象数据的7%左右，即数据压缩率为93%。     

Super VGA遥感图象显示系统的开发

简要阐述了Super VGA的彩色原理和编程技术,初步探索了在Super VGA图形卡上开发遥感图象显示系统的几个关键技术:单色灰度图象、伪彩色图象、假彩色合成图象显示的实现方法,图象颜色的实时变换,压缩存储技术及系统设计等。     

静止气象卫星图象实时处理方法

本文提出一静止气象卫星图象实时处理方法。在没有计算机的条件下用硬件完成放大、增强、注释、合成和网格地图叠加等，同时还能从传真机得到图象硬拷贝。此方法已在GMS卫星展宽云图接收和处理系统中推广应用。     

GOES卫星数字图象低成本获取和显示系统

一种采用新技术的便宜的高质量的GOES卫星数字图象系统已研制成功.该系统适合于边远外场试验场站使用,它能在普通电话线路上高速(高达10000波特)获取数字资料.该系统可以显示卫星视场所观察到的图象或重新画出等距方位地图投影的图象,它可与雷达图象进行直接的无失真的比较.这种图象可利用本系统内若干算法规则来增强显示,能以几种分辨率(直至GOES卫星极限分辨率)来显示图象.用这种系统处理的图象无论对预报还是外场气象试验作业决策都极其有用.     

GMS云图微机显示系统

GMS云图微机显示系统是基于国家气象局卫星气象中心研制的GMS资料展宽微机处理系统之上,将该系统中专用图象板AGC-PLUS和高分辨率大屏幕监视器显示的GMS卫星云图,移植到微机VGA显示卡和普通显示器上显示,并开发了多种图象显示方式软件,为基层气象台站气象服务单位以最低的设备投资共享GMS卫星云图提供了条件。该文中介绍了系统功能和主要技术方法。     

遥感图象区域面积的计算

遥感图象区域面积的计算潘耀忠（内蒙古气象灾害监测服务中心）１前言用计算机分析遥感图象时，常需计算某一不规则连通区域（如湖泊、岛屿等）的面积。计算方法之一是开窗将感兴趣区域（假设为某一湖泊）全部包含于此窗中，再依次检查此窗口内的每一象素点，判别其是否具...     

遥感绿度指数图象处理系统

本文介绍了遥感绿度指数图象处理新版软件ＧＰＳ２．０，内容包括系统运行环境、系统结构、数据流程和结构，以及数据格式转换、图象运算、统计、图象打印等项功能。     

NCAR绘图软件包的应用及扩充

本工作将NCAR气象绘图软件包应用于数值预报产品的图象显示,并通过实行屏幕底图的存取和打印机直接输出图象,提高图象显示速度和弥补了NCAR软件包无打印功能的不足,从而大大增强了该软件包的实用性.     

降水格点数据的无损压缩方法

在大气科学领域,格点资料是资料存储和交换的主要形式。为了提高存储和传输效率,设计快速高效的压缩格式对数据进行压缩具有重要意义。由于气象资料要求较高,压缩必须是无损的。降水量是一种特殊的气象要素,它的空间分布是不连续性的,不宜采用连续要素的无损压缩方法。分析降水格点数据的基本特点,采用行程编码（RLE）思想,结合洗牌技术和熵编码,设计了降水格点数据的无损压缩方案。结果表明：该方案具有较高的压缩比,可以应用于各种空间分布不连续的气象要素的无损压缩,在大气科学领域具有很好的应用前景。     

气象卫星云图的分形编码研究

将Ｊａｃｑｕｉｎ基本的自动分形图像编码方法与方块编码（ＢＴＣ）方法结合起来,研究一种新的图像编码方法,并针对气象卫星云图的特征,设计卫星云图的数据压缩方案,实验结果表明,在保证重建云图质量的前提下,与基本的自动分形图像编码方法相比,编码时间和压缩比有显著改善。     

小波变换在天气雷达图像压缩中的应用

针对航空气象保障中常用的几种天气雷达图像的特性，采用双正交小波变换方法，应用嵌入式零树编码和自适应算术编码，提出了一套合理的图像压缩编码软件方案。试验表明，该方案是解决天气雷达回波图像存储和远程传输的一种有效途径，并在气象业务工作中发挥了重要作用。     

气象网格数据的快速渲染研究与应用

随着更高精度的气象网格数据在气象业务中的广泛应用,使用高精度网格数据为社会公众提供精细化气象服务的需求越来越旺盛。针对气象网格数据文件大,网页前端动态渲染效率低等问题,提出基于瓦片金字塔模型的网格数据快速传输和渲染技术的研究及应用。采用服务器端的金字塔模型的瓦片动态切割、压缩传输以及浏览器终端的插值和渲染等技术,实现基于B/S框架下HTML5的气象网格数据快速展示的流程。同时,利用中国区域1 km分辨率多源融合实况分析产品,基于微信小程序终端进行检验发布,试验结果表明,百兆级气象网格数据可视化更新时间达毫秒量级,可以广泛应用于各类空间网格数据高效可视化的页面渲染。     

基于预测的双线偏振天气雷达数据无损压缩算法

随着双线偏振天气雷达技术的发展,雷达提供的探测参量越来越多,数据精度不断提高。探测性能提升使得天气雷达数据量急剧增长,数据存储和传输是雷达网络化应用中需要解决的重要问题。数据压缩算法用于减小传输和存储的数据量,但通用的数据压缩算法并未充分考虑双线偏振天气雷达数据的特点。文中提出适用于双线偏振天气雷达数据压缩算法（DPRC）,使用径向预测减小天气雷达数据相关性,实现了天气雷达基数据的高效无损压缩。使用CSU-CHILL雷达数据和双线偏振改造后的CINRAD SA雷达对DPRC的算法性能进行评估,试验结果表明,DPRC较通用的压缩算法压缩率更高,适用于高分辨率双线偏振雷达数据无损压缩。      

The partitioning of attached and detached eddy motion in the atmospheric surface layer using Lorentz wavelet filtering

Townsend's attached eddy hypothesis states that the turbulent structure in the constant stress layer can be decomposed into attached and detached eddy motion. This paper proposes and tests a methodology for separating the attached and detached eddy motion from time series measurements of velocity and temperature. The proposed methodology is based on the time-frequency localization and filtering capabilities of the orthonormal wavelet transforms. Using a relative entropy statistical measure, the optimal wavelet basis is identified first. The turbulence time series measurements are then transformed into the wavelet domain where the contribution of specific events in the time-frequency domain is identified. The filtering scheme utilizes a recently constructed Lorentz thresholding methodology that successfully eliminates all wavelet coefficients associated with the detached eddy motion. While this filtering scheme lacks the compression efficiency of the classical Donoho and Johnstone's universal thresholding model, it conserves the higher-order statistics and important turbulence interactions related to the Reynolds stresses. Following the filtering scheme, the attached eddy motion time series is re-constructed by an inverse wavelet transform of the non-zero wavelet coefficients. The proposed partitioning methodology for attached and detached eddy motion is tested using 56 Hz triaxial sonic anemometer velocity and temperature measurements above a uniform dry lake bed in Owens valley, California, for a wide range of atmospheric stability conditions. Validation that the wavelet filtered time series represents the attached eddy motion is also discussed in the context of conservation of turbulence energy and surface fluxes.     

On the forward-in-time upstream advection scheme for non-uniform and time-dependent flow

Summary The classical forward-in-time upstream advection scheme for uniform flow field has been extended to include non-uniform and time-dependent advective flow. This generalised scheme is described in one dimension for an advective flow which varies both in time and in space. The classical upstream advection scheme is only first-order accurate both in time and in space if the advective flow is not uniform. Higherorder accuracy in both time and space, however, can be easily obtained in the generalised scheme.This generalised scheme with third-order accuracy is applied to the one-dimensional inviscid Burgers equation (socalled self-advection problem), two-dimensional steady flow, and to a time-split shallow water equation model. The results are compared with those obtained from the Takacs' (1985) scheme and from a standard third-order semi-Lagrangian scheme, and also with those obtained from the fourth-order Lax-Wendroff scheme of Crowley (1968) in the time-split shallow water equation model. It is shown that the generalised scheme performs as well as, but is more efficient than, the standard semi-Lagrangian scheme with same order. It is much more accurate than the Takacs' scheme which has large dissipation errors, especially for the flow with strong deformation. In contrast, the generalised scheme has very weak dissipation and has much better dispersion and shapeconserving properties. Although the fourth-order Lax-Wendroff scheme has higher accuracy and can give more accurate numerical solutions for uniform advective flow or solid rotational flow (Crowley, 1968), it is inferior to the generalised third-order scheme for non-uniform flow with strong deformation or large spatial gradients. This generalised scheme, therefore, has considerable application potential in different numerical models, especially for the models using time-split algorithms.With 8 Figures     

新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究

文中研究了几种把球坐标系下的雷达网反射率体扫资料插值到统一的笛卡尔坐标系下的经纬度网格上以及用多个雷达的反射率网格资料进行三维拼图的方法,并对多个雷达同步观测的反射率因子的空间一致性、系统误差以及雷达等距离线上回波的水平和垂直结构进行了分析。结果发现:在雷达资料格点化过程中,径向和方位上的最近邻居法和垂直方向的线性内插法的结合(NVI方法)是一种有效的雷达资料分析方法,它既能得到空间比较连续的反射率分析场,同时也较好地保留了体扫资料中原有的反射率结构特征;广州雷达和梅州雷达同步观测的空间一致性比较好;在多个雷达资料合成拼图的过程中,距离指数权重平均法能提供空间连续的三维反射率拼图数据,拼图也减轻了由雷达波束几何学引起的各种问题。     

随机辐射参数化过程扰动方案对温度预报的影响

数值模式中辐射参数化过程的不确定性是导致温度预报不准确的原因之一,为了在WRF集合预报系统中提高温度预报的效果,提出一种针对辐射参数化倾向的随机扰动方案（Stochastically Perturbed Radiation Parameterization Tendencies, SPRPT）。并将这种方法与多辐射参数化物理过程方案、多参数扰动方案及传统的随机物理过程扰动方案（SPPT）方法对比。针对2014年7月的温度模拟过程中,多辐射参数化物理过程方案虽然在700 hPa以下及地面2 m温度的预报上有较大离散度,但会增大温度预报的误差,但综合效果没有SPRPT方案好;扰动散射调谐参数可在一定程度上提高温度预报,但不显著;在同样扰动参数下,SPPT方案对温度的预报改进不明显。而SPRPT方案能显著提高集合预报系统的离散度,降低地面2 m温度的暖偏差。评分指出该方案对集合预报系统,尤其是在模式底层及近地面的温度预报上,改善明显。      

GRAPES模式中物理过程时间计算精度对降水预报的影响

对数值模式物理过程与动力框架耦合方案进行了分析, 在GRAPES模式中引进了ECMWF模式中的Wedi (1999) 耦合方案, 此方案考虑了两个时间层物理过程的影响, 即将上游点和到达点物理过程的影响同时反馈到动力框架中, 它是二阶时间精度的耦合方案, 比原一阶精度耦合方案更加合理和准确。利用GRAPES模式, 设计了Wedi耦合方案与原耦合方案的连续数值试验。试验结果表明, 在逐日降水预报中, Wedi耦合方案与原耦合方案降水预报的T评分 (Threat score) 互有高低, 但差别不大; 预报的降水量可能有较小的变化, 但不能使预报降水的等级出现本质的改变。但对其平均后的分析可知, 新引进的Wedi耦合方案对预报降水评分具有正的贡献。即新耦合方案完善和改进了GRAPES模式, 对提高模式的降水预报准确率具有正效果。