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。     

地面人工影响天气指挥系统产品算法优化

基于SWAN的TITAN产品、安全射界图技术,构建了地面人工影响天气指挥系统。为进一步提高该系统预警、作业建议产品的时效性和准确性,本文优化了预警和作业建议产品算法:1将原TITAN识别区域预警优化为TITAN外推路径区域的预警,减少了预警的漏报;2针对没有本站雷达的地市,使用全省雷达拼图数据存在时间滞后性问题,引入了数据延迟设置功能,对预警和建议产品的时间进行订正。通过算法的优化,系统可较好地满足地面人工影响天气作业指挥的业务需求,具有一定的推广价值。     

基于3D GIS的福建省人工影响天气 指挥系统设计与应用

基于3DGIS和移动互联网技术,对接人工影响天气"五段业务",设计了省、市、县三级通用、上下协同的2D、3D一体化、B/S架构的福建省人工影响天气指挥系统。系统建立了集约化的全省人影数据库及功能流程,融合应用多源气象观测资料,自动识别作业云体进行作业点条件预警,直观展示全省作业动态并提供导航,实现了实时决策指挥和高效信息交互;利用雷达基数据3D反演及外推技术,在GIS平台上叠加显示3D云团与作业点安全射界,实现作业方案自动设计与3D模拟修订;通过移动通讯终端App自动采集相关数据,实现人影作业信息的快速规范上报与审核入库。系统界面友好,交互性强,有效提升了人影协调指挥能力和科学决策水平。     

基于GIS平台的火箭人工增雨作业安全射界图制作方法

安全射界图是开展地面火箭人工增雨作业必备的图文资料,据统计,目前93％以上的地面人工影响天气作业安全事故是因作业点没有安全射界图或安全射界图制作不准确等原因所致。本文结合GPS／GSM火箭车定位、通信跟踪系统,详细介绍了利用GIS（地理信息系统）制作地面火箭人工增雨作业安全射界图的基本方法,此方法同样适用于县域固定火箭、高炮防雹作业点安全射界图的制作,对于提高地面人工增雨防雹作业安全水平和人影安全管理工作具有十分重要的现实意义。     

基于图像识别技术的高炮安全射界图辅助绘制系统设计与应用

针对传统方法绘制安全射界效率较低且易受主观因素影响,本文通过图像识别技术,依据安全射界绘制规范,搭建了基于高分辨率卫星影像的安全射界图辅助识别与绘制系统。系统将卫星影像中的区域定义为安全区和非安全区。由于非安全区的卫星影像具有后向散射特性强、灰度值较背景区高等特点,利用图像识别技术,通过去雾、灰度化、图像分割和去噪等操作,实现对安全区与非安全区的初步识别。在此基础上,依据高炮安全射界图绘制规范结合目视判读进行人工订正,实现人工影响天气作业点高炮安全射界图的自动绘制。结果表明:该安全射界图辅助绘制系统,结合了图像识别技术和Access数据库管理技术,能够有效利用高分辨率卫星影像,识别过程快速准确,对不同类型的作业点均有较好的效果,有利于射界图信息化管理,满足安全射界图标准,能够应用于人工影响天气作业。     

湖南人工增雨云型的分析判别与多普勒天气雷达指挥系统的研制应用

对湖南主要人工增雨对象——积云和积层混合云作了多普勒天气雷达回波分析与判别,发现对流云在不同发展阶段回波特征有明显差异,而积层混合云持续时间长,回波特征变化小。综合分析回波强度、回波顶高、含水量、云顶温度、回波移速、回波面积等参数,得出湖南的人工增雨指标和评分规则,并依此建立地面人工增雨多普勒天气雷达指挥系统。它可实现实时指挥,发布作业预警信息以及作业方位角、仰角、用弹量等作业参数指令,结合作业点GPS信息及GIS地理信息将指导产品通过网络分发到各作业炮点。试验表明,它能有效提高对作业时机的预判能力、对作业对象的选择能力以及对实时作业的指导能力。     

基于雷达产品的人工增雨作业指令实时计算软件

将图像处理技术应用于增雨作业目标云的自动识别中,设计并实现了人工增雨指令实时计算软件.解析雷达产品数据,将雷达产品作为极坐标表示的图像像素的集合;利用四川盆地地区适宜增雨作业云系的雷达回波特征统计分析结果,通过区域分割、区域标记等图像处理方法识别出作业目标云,确定作业目标位置;结合作业点的地面位置和作业工具,科学计算出具有作业条件的作业点和作业指令的相关参数,极大地提高了人影作业指挥的自动化程度.     

CINRAD CB产品与自动站资料在人工增雨中的应用

利用高空、地面环流形势图和新一代天气C波段雷达产品中的反射率因子、径向速度产品以及自动站资料,对2011年7月29日大同地区一次大范围降水过程中人工增雨作业条件和效果进行综合分析.在同一环流背景条件下,通过雷达跟踪监测、雷达回波动画显示、作业前后回波强度比较、作业点与未作业点之间的比较,利用自动站数据,对增雨作业的效果进行综合分析比较结果表明此次大范围连续性降水的形成与适宜的人工增雨有一定相关性.     

河南省人工防雹作业指挥系统研发及应用

利用河南省历史气象资料,结合先进的防雹理论与技术,系统分析和总结了河南省冰雹过程的天气尺度与中尺度概念模型,并根据三维冰雹云数值模式及雷达探测、闪电定位、卫星、自动站数据,研发出河南省人工防雹作业指挥系统。该系统包括天气形势分析子系统和作业决策指挥子系统。天气形势分析子系统可根据大尺度形势背景、中尺度系统特征及三维冰雹云数值模式和卫星、闪电、自动站资料,对可能降雹区进行预测。作业决策指挥子系统通过对雷达数据产品的二次开发,完成雷达资料处理、产品生成及风暴自动识别、分类、预警,并根据参数的变化和雹云的移动方向,对下游作业区进行预警及输出作业方案。整个系统基于VS2005开发平台,使用c++开发语言,利用图层分层管理将地理信息、雷达实时观测资料、雷达二次产品、高空资料、火箭和高炮作业点等信息分层显示。系统自动化程度高,操作简便,为河南省冰雹天气预报预警提供了可参考的技术指标体系。     

北京一次对流云人工催化作业效果检验

利用北京SA波段天气雷达每6 min一次的体扫数据和FY-2气象卫星云图,以2015年8月22日北京平谷地区一次人工影响天气作业为例,分析作业单元和与之条件相似的对比单元两者雷达回波参数的变化,并运用非参数检验方法进行显著性检验,对冷涡后局地新生的强对流风暴群的人工催化效果进行检验。结果表明,第一次地面作业后,在作业点位置的回波明显减弱,第二次地面作业后,作业点位置的回波持续减弱,组合反射率大于30 dBz的回波逐渐减弱消失,同时作业点东北方的回波不断增强合并,并向东边移动。此次作业所在区域的对流发展强烈,组合反射率大于45 dBz的回波直径为5—20km,组合反射率大于50 dBz的持续时间较长。显著性检验表明,作业回波与对比回波的最大组合反射率和平均组合反射率的衰减率通过了信度为0.15的显著性检验,存在显著差异;回波面积衰减速率通过了信度为0.3的显著性检验;且作业回波的各物理量的衰减率均小于中值和平均值,表明催化作业对维持云系发展起到积极作用。     

内蒙古电网气象预警服务系统简介

应用气象多普勒雷达、卫星云图等现代化观测手段和自动化程度很高的地面自动气象站资料以及MM5中尺度预报产品,结合有线网络传输和基于Intranet、Internet的多层分布式技术搭建内蒙古电网气象预警与电力线路安全运行服务系统,开展电网气象预警预测和气象预报服务。系统建立了实时的地面自动气象站资料数据库和中尺度预报产品数据库,实现了多种气象要素的实时监测和预报,为内蒙古电网的运行安全提供了科学依据。     

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。     

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。     

首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理与调控原理

科技部科研院所社会公益专项资金重点项目“突发性强灾害天气预警系统（EWSSWE）”2006年6月6日通过验收。该系统是一个依托动力模式的数值预警系统，以WWW为平台，融贯了多种天气预报新技术，集富含信息量的强对流指数诊断预测、基于卫星和雷达产品的外推以及动力模式数值天气预报于一体；该系统开发的冰雹预报产品使本来并非预报量的冰雹作为动力模式后处理的产品输出从而赋予动力模式以直接预报冰雹的功能；     

广西人工影响天气火箭、高炮实时作业指挥系统

利用广西数字化天气雷达的平显回波(CAPP I),结合作业炮点的地理信息,依托气象预警系统计算机网络,建立了集作业指挥、作业信息处理及其数据库管理为一体的人影实时作业指挥平台。该系统能有效避免人影作业盲目性,提高作业效果。     

天气雷达风暴跟踪信息拼图技术设计与应用

基于天气雷达风暴识别跟踪信息STI（Storm Tracking Information）拼图技术设计与应用,对该技术在江西雷电、雷暴大风、冰雹等强天气监测预警能力进行了分析。结果显示：通过对江西8部天气雷达的STI产品进行雷达算法解码,建立STI数据库,按照雷达拼图时间间隔,从数据库中调入STI数据进行15 min、30 min、45 min和60 min路径显示,形成多部雷达的组合STI产品。组合STI产品弥补了单部雷达的不足,对于判断未来1 h回波的移动方向、移动速度有明显的指示意义。而密集指向区对应于回波未来位置的确定效果更好,考虑到整体移向的修正位置更佳,在多次飑线、冰雹等强天气过程中得到了验证。组合STI产品还有助于识别回波系统,对于多个系统并存的天气过程中有很好的对照价值。密集指向区的出现说明回波系统进入发展旺盛期,密集指向区的消失预示着回波系统明显减弱。