基于WebGIS的人工影响天气作业决策指挥平台设计

为了实现省级天气雷达数据共享,加快人工影响天气作业的现代化信息建设,提高作业的有效性和安全性,基于Web GIS技术构建了人工影响天气作业决策指挥平台,实现了多源雷达数据的实时动态显示,通过雷达回波数据、TITAN外推数据、安全射界图与作业点的叠加分析,为人工增雨和防雹工作提供作业建议和作业预警产品等决策信息,以增强对省、市、县地面人影作业指挥管理的时效、使作业更加高效和科学。     

改进气象雷达TITAN算法在灾害性天气预警中的应用研究

提出一种适用于我国不同季节、经纬度和下垫面的改进气象雷达TITAN算法。建立天气雷达数据格式转换系统,将我国不同型号新一代天气雷达基数据转换成MDV格式雷达数据;按我国不同气候类型、经纬度和海陆下垫面特征,统计获取不同区域强风暴天气雷达特征指标参数阈值。利用云贵高原和海南地区不同下垫面的两次典型超级单体强风暴天气雷达实况数据与改进的TITAN算法进行实验对比分析。分析结果指出,采用改进TITAN算法识别、跟踪和预测0.5~1 h后的强风暴天气误差较小,可信度较高,有助于识别预警灾害性天气和人影指挥作业。     

安全射界图技术在人工影响天气指挥系统中的应用

为了进一步提高人工影响天气作业的安全性,利用雷达回波外推TREC、TITAN技术和安全射界图技术,生成人工影响天气预警产品、建议产品。利用雷达外推30min、60min产品与作业点最大射程的位置关系,输出作业预警产品。利用当前回波与作业点的位置关系,生成对空射击的仰角、方位角信息,利用安全射界技术进行筛选,生成实时、客观的作业建议产品,以此进行决策指挥,避免了人工决策安全射区可能出现的误差,达到了安全、高效作业的目的。     

多普勒雷达数据在人工影响天气作业指挥中的应用

应用多普勒天气雷达体扫资料的基本数据产品,经过计算得到丰富的雷达二次产品,并结合1∶400万的全国地理信息数据,研制了融入雷达研究成果的天气雷达数据实时处理系统,使多普勒雷达的潜能得到进一步的挖掘。系统不但能自动将体扫资料处理成多普勒雷达的PPI、CAPPI、ETPPI、CR、VIL、RHI和VCS等多种产品,而且应用其产品建立了预警模型,开发了人工影响天气作业的预警、指挥业务化系统,实现了实时指挥人工影响天气作业自动化操作。投入业务运行以来,显著地提高了实施火箭高炮人工增雨、防雹作业的地、市级人工影响天气作业的指挥能力。     

TITAN系统的移植开发及个例应用

TITAN（thunderstorm identification tracking analysis and nowcasting）是美国国家大气研究中心（NCAR）基于雷达体系开发的风暴识别、跟踪、分析和预报系统。首先深入分析TITAN的结构、基本算法、主要功能、物理量产品及其模块设计和数据接口,其次结合我国各类气象数据的特点,开发实现了雷达、卫星、闪电、探空、飞行作业航迹及中尺度模式产品等数据的接入和融合,自主完成对TITAN的移植和多类数据的融合开发。利用移植的TITAN系统,通过一次典型降水个例的分析,展示了TITAN对风暴单体初生、发展演变、分裂合并、风暴体积、持续时间等的追踪分析功能,显示了其强大的雷达数据分析、追踪识别、统计分析及对云降水的内部结构、物理属性变化分析和外推预报的能力。完整移植开发的TITAN系统,将在短时临近预报、中小尺度天气研究、人工影响天气播云条件追踪分析以及催化作业效果检验等方面有着广阔的应用前景。     

三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统

三门峡市新一代人工影响天气综合技术系统以地面人工增雨、防雹以及空中云水资源开发研究为目的,充分利用了micaps平台和卫星云图、新一代天气雷达、地面雨量等资料及多年人影作业经验,完善了三门峡地区人工影响天气最佳作业时机的预警和作业指标;采用合理的业务流程,实现了系统主模块以及大气监测探测、信息采集存储、通讯网络、决策指挥、效果检验和系统配置等子模块的各项功能;首创了人工影响天气作业指挥系统的立体地理模型以及连接系统软件的数字电路;该系统可以在同一平台上综合调显雷达、云图、炮位、雨量等信息,并迅速做出各种判断、设计作业方案,为实时进行地面人工增雨、防雹作业,提供了一个反应灵敏、功能齐全的决策指挥平台.     

基于多雷达产品的市县级人工防雹作业指挥系统

天气雷达是当前国内人工影响天气作业特别是地面人工防雹作业指挥最有效和最直接的探测、指挥工具,但不同类型、不同探测方式的天气雷达的探测产品难以有效地应用于人工防雹作业指挥。介绍了以市县级人工防雹业务为需求,采用VC＋VB为程序开发语言,应用图形图像处理技术、GIS技术、客户服务器技术、数据库技术和多媒体技术设计研制的基于多雷达产品应用的市县级人工防雹作业指挥系统的系统组成、运行流程和相关技术,并给出了相应的作业指挥判据指标。业务应用个例分析表明,市县级人工防雹作业指挥系统的应用使不同类型的天气雷达的多种探测产品在人工防雹作业指挥中得到了相互补充,有利于人工防雹作业指挥水平的提高。     

突发性强对流天气快速识别预警改进方法

传统多普勒天气雷达强对流灾害性天气监测采用固定阈值判别法给出强风暴的冰雹闪电灾害预警结果,该方法不适用于不同经纬度、季节和复杂地形条件下的强对流天气识别预警。本文利用循环递归的区域生长法对TITAN算法进行改进,从而快速识别三维强风暴单体及其雷达特征物理量;使用多普勒天气雷达和TRMM星载气象雷达的历史观测数据反演河北石家庄地区春夏两季复杂地形条件下的强风暴灾害性天气Logistics多元线性回归概率预警模型。对发生在河北石家庄夏季的一次强飑线天气和发生在春季的一次超级多单体风暴天气进行冰雹闪电灾害性天气识别预警实验,并与传统算法进行误差对比分析。实验结果表明:与传统算法对比,该方法对强风暴天气识别预警的定位精度较高,并且其漏报率和虚报率较低,有助于快速识别预警强对流灾害性天气。      

省市县三级人工影响天气作业指挥体制探讨

为优化配置省、市、县三级人工影响天气指挥作业资源,依据各级人工影响天气办公室的职责范围和任务特点,进行省、市、县三级人工影响天气作业指挥体制探讨。提出省级主要负责全省飞机人工增雨作业和全省地面人工影响天气预警、作业信息收集、监测等工作,市级主要负责属地作业点的直接指挥作业工作,县级主要进行作业监测工作。该体系体现市级指挥中心直接指挥作业点作业的模式特长,发挥省级飞机作业和地面作业预警的技术优势,减少县级人工影响天气办公室因人员少、技术力量薄弱等带来的作业水平不高的问题。解决三级资源共享和作业指令接收中的时间延迟等问题,提高作业时效和水平。     

基于GDI+技术设计多普勒雷达回波预警系统

利用Windows GDI+图形编程技术,设计开发了基于雷达回波强度图像资料分析的短时临近天气监测预警系统。该系统采用VisualFoxpro 9.0作为开发环境,由雷达图像资料采集、监控处理和预警系统等3部分组成,实现了雷达图像资料实时显示、区域自动化监控预警以及手机短信自动报警等功能,能够方便地帮助预报业务人员全天候监控区域内的短时临近天气系统发展变化趋势,将短时临近灾害性天气预警时间有效提前,可以在防御突发性气象灾害和人工增雨作业中起到很好的应用效果。     

安徽省人工影响天气信息管理与作业指挥系统设计与开发

为了提高人工影响天气信息管理和作业指挥能力,设计开发了针对省级人工影响天气信息管理与作业指挥的业务系统。系统应用数据库和网络技术,设计开发了人工影响大气信息数据库,并采用角色和极限双重管理模式,对人工影响天气信息数据库进行管理。系统针对安徽实际设计了合理的地面作业指挥流程,开发了地面作业指挥平台,提供了省级人工影响天气指导产品,并对作业流程中关键环节进行技术控制,为安徽全省人工影响天气地面作业安全提供了保障平台,在实际业务中发挥了重要的作用。     

新一代3D GIS跨区域人影作业系统的应用个例分析

新一代三维人影作业系统集成了三维地理信息、GPS定位和虚拟现实技术,加入基础地理信息和人工影响天气专题信息矢量数据,实现了人工影响天气基本业务信息、预警预报信息和其他决策支持信息的立体和综合管理 通过201 2年3月15日人工影响天气作业个例和2009年6月3日飑线天气过程个例演示其雷达、云图的三维显示分析,遥感墒情、数值产品、探空、地面实况等多种资料的显示分析,增雨防雹作业遥控指挥,流动火箭车辆监控、对讲指挥等各项功能.     

高炮防雹作业决策指挥系统的研制

从黑龙江省人工影响天气工作的实际出发，利用现有的新一代天气雷达、卫星遥感等探测手段，依托先进的通讯设备和网络技术，对黑龙江省冰雹的发生、发展、演变、冰雹路径以及雷达回波特征等进行研究，研制了人工防雹作业指挥系统，实现冰雹天气预警、空域电话录音、指挥高炮科学作业、作业数据存储和作业情况宏观调控等多项功能，提高了高炮防雹作业的科学性。     

多普勒雷达产品在人工增雨效果检验中的应用

利用多普勒天气雷达提供的垂直积分液态水含量、回波顶高、风暴体积、体积含水量、反射率因子产品,以及回波面积和降水通量等,对2004年6月28日的一次人工防雹作业前后的有关参数变化进行了分析,对作业效果进行了检验。结果表明,云体的相关参数在作业后发生了显著变化,对流发展趋势得到减弱。选取合适的多普勒雷达产品进行综合分析,可以对人工影响天气作业效果进行检验,为建立以新一代天气雷达为基础的人工影响天气效果检验系统提供参考。     

长春市人工影响天气作业指挥系统简介

长春市人工影响天气作业指挥系统的方案设计和研制,主要根据长春市人工增雨防雹减灾作业和空中云水资源开发实际需求,结合吉林省现有气象业务系统,以新一代多普勒天气雷达为依托,建立了从数据资料采集、天气预警、作业条件判别、作业决策、作业指令发布、作业指挥、作业定位跟踪、作业效果评估,到作业信息统计、存储、上报等高度集成化、可视化、网络化的新一代业务技术平台,本系统对于地（市）级人工影响天气作业指挥系统建设具有一定的示范作用。     

新一代天气雷达产品故障识别及监测预警系统设计实现

新一代天气雷达故障直接影响数据质量,异常产品的产生对短时临近预报预警带来了重大的影响,实现雷达异常产品实时监测具有一定现实意义。本系统采用WinForm 3层架构+ORM模型架构,通过统计纹理分析、灰度图像特征值分析等图像处理技术实现自动识别雷达异常产品。新一代天气雷达产品故障监测预警系统可以实时、高效、准确检测出异常雷达产品,满足强对流天气预警监测、天气雷达故障预警服务预判、天气雷达产品可用性服务等功能要求,从单部雷达产品数据中识别出异常回波,避免进一步影响多雷达组网拼图,对天气雷达组网产品的质量控制具有重要的意义。     

远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统

为提高人工增雨火箭作业自动化程度,应用GIS、GPS、GPRS技术,以雷达为主要指挥手段、集雷达图像分析、作业预警、作业指挥、火箭状态、数据传递、火箭管理等项功能为一体,建立远程控制人工影响天气火箭自动化作业系统.该系统将指挥中心形成的作业指令无线传递给作业火箭,实现了远程控制火箭的自动旋转和发射,较好地解决了火箭操作烦琐、参数设计不科学、作业记录不完整、指令传输慢等问题.     

交叉相关算法在强对流天气临近预报中的应用

利用"雨燕"临近预报系统的雷达回波外推算法,对三次强对流个例的3 km CAPPI反射率因子、回波顶和垂直累积液态含水量进行0～1小时外推预测,将预测结果和组合阈值比较进行强对流天气预警区域预报试验。资料来源于CINRAD-SB雷达基数据经RPG算法处理得到的雷达产品数据。所用的方法是在扩展后的交叉相关追踪算法基础上实现雷达回波移动预测。试验结果表明:3 km CAPPI反射率因子、回波顶和垂直累积液态含水量雷达产品与实况有较好的吻合,能较好地预报出回波的形状、变化趋势和移动方向,回波的范围、位置和强度中心与实况相似,外推时间越短,预报效果越好。交叉相关追踪算法外推得到的雷达回波结果在0～1 h内是可用的;外推预测结果经过组合阈值的过滤后,得出的强对流天气预警区域预警结果也是可行的,对强对流天气临近预报有一定指示意义。     

地面人工增雨防雹作业信息采集系统

随着我国人工影响天气作业规模的发展,作业信息数据量不断增大,作业信息上报和统计在人工影响天气业务中愈显重要.为实现地面增雨防雹作业信息上报、数据统计和图表分析,通过Visual Basic 6.0编程技术和Microsoft Office Excel表格处理技术,研发地面增雨防雹作业信息采集系统.该系统具有数据创建、数...     

西安新一代天气雷达产品在一次人工增雨中的应用分析

在常规天气形势分析的基础上,应用西安新一代天气雷达(C INRAD/CB)产品,结合地面降水,对渭南今年初夏一次人工增雨作业,以及雷达回波图上目标云系作业前后反射率因子、垂直累计液水含量、回波顶高等进行对比分析,表明增雨效果明显。因此,用新一代天气雷达产品指挥人工增雨作业是有效的,回波要素变化为人工增雨效果评估提供了直接物理证据。