新一代天气雷达基数据传输方案与程序设计

目前,全疆已经建成8部新一代天气雷达,其中兵团2部。在新一代天气雷达发展规划中,全疆将继续完成3部新一代天气雷达建设任务。为了进行本地化研究应用,我们开发了一套新一代天气雷达基数据传输的软件,使各站的基数据能够实时高效的传输到区局,为实时应用与研究打下基础。1传输方案设计1.1基数据特点新一代天气雷达按5min14个仰角扫描(VCP11)时,平均每6min生成一次基数据文件,一次性生成大小为21M(2.0数据格式约为30M)的基数据文件,1h约产生200￣300M的基数据。目前全疆有6部雷达开始业务运行,其中兵团1部,各站到区局租用电信的2MSDH线路…     

CCJ天气雷达基数据文件结构及读取

CINRAD/CCJ雷达是新一代可移动式C波段多普勒天气雷达。能够监测400km内大范围强降水目标,有效监测和识别距离大于150km的雹云、冰雹等中小尺度强天气现象。基数据采用二进制文件存储,不能直接查看应用。通过对其基数据文件结构研究,采用c#编程语言对CINRAD/CCJ型雷达基数据进行解析,提取出天气信息。     

雷达个例资料整编批处理技术与业务应用

在新一代天气雷达业务观测中,采用降水观测模式2,一天有近240个基数据和约有7200个数据产品。由于基数据和数据产品文件名与资料整编文件名格式上的差异很大,如果仅依靠人工进行整编,不仅文件多、信息量大,而且文件的重命名、校对审核尤为困难。系统地介绍了雷达个例资料整编的关键技术和解决方案,通过计算机实现了文件命名的自动批处理,采用向导式任务处理技术实现了雷达个例资料整编的自动化、批量化、流程化和标准化。     

CINRAD SA/SB雷达基数据基础应用方法分析

CINRAD SA/SB基数据可以通过RPG回放获取产品数据,但RPG作为新一代天气雷达实时运行的组成部分,实际应用受到限制.人们开始尝试对基数据进行直接读取或格式转换等基本加工方式作为基础应用,为科学研究或实际应用提供雷达产品式的正确图文数据.本文通过对某些基础应用方法的分析研究,发现在基数据的读取和数据转换过程中已经丢失了大量的有效信息,丢失信息后的数据严重影响了雷达回波的正确分析.通过一个典型的基数据基础应用方法的例子,详细地分析了该方法中存在的一些问题和在具体应用中带来的实际影响,为正确地应用CINRADSA/SB基数据给出了一个符合体覆盖模型设计思想的基础应用方法.     

新一代天气雷达基数据的三维拼图和产品生成软件系统

本软件系统采用C++和Fortran语言开发,定位于15部左右的新-代天气雷达区域基数据拼图,在Windows XP操作系统的微机上运行.在雷达资料质量控制的基础上,完成省或区域中心的新一代天气雷达基数据组网,实时提供经纬度、海拔高度网格的回波强度资料,并生成部分产品,为中小尺度天气分析、临近预报、人工影响天气、水文等应用奠定基础.     

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。     

多普勒天气雷达数据管理及运行保障系统

围绕多普勒天气雷达运行中存在的突出问题,开发了"新一代天气雷达基数据管理系统"、"新一代天气雷达二次产品浏览系统"、"新一代天气雷达远程终端监控系统"3个子系统,分别运行于不同的雷达终端上,实现了雷达基数据压缩管理、二次产品共享浏览、远程终端监控等功能。每个子系统均为一个特定的任务设计,针对性强,解决了该领域的突出问题。系统使用多项成熟的软件开发技术,涉及到软件开发的诸多方面。多线程、目录监控、远程控制、图像缓存、内存文件传输等核心技术的使用,确保了系统的稳定和高效运行。     

中国天气雷达基数据模型与CDM集成研究

现有标准格式雷达基数据解析工具在设计上存在通用性和抽象性不足的问题,不便于雷达数据的解析和处理.为了解决这个问题,本文基于Unidata的CDM(Common Data Model),设计和构建了中国天气雷达基数据模型,在数据模型层面实现了对天气雷达标准格式基数据的访问,并以Unidata开源的NetCDF Java库...     

《新一代天气雷达图像分析与应用》

该书以新一代天气雷达观测为基础,以雷达图像识别为重点,讲述了天气雷达在天气分析和强天气预报中的应用。介绍了中国新一代多普勒天气雷达的建设和应用情况,讲解了天气雷达的基本探测原理和雷达气象方程的建立过程;阐述了径向速度、反射率因子等基数据的识别方法,及基数据和各种物理量产品在识别大气流场、降水云系和天气发展过程中的应用;分析了利用雷达资料分析强对流天气的方法和技术,总结了暴雨、冰雹、龙卷和阵风锋等特殊天气的雷达回波特征。本书可作为本科院校大气科学类专业的教材或教学参考书,也可供从事天气、大气物理、大气探测的业务科技人员参考。     

CINRAD/SC雷达观测参数合理配置问题研究

中国产CINRAD/SC新一代天气雷达的脉冲重复频率、脉冲采样数和天线扫描转速这3个观测参数均可由雷达使用者自行配置。雷达观测实践表明,这3个观测参数配置得正确、合理与否,将直接影响到雷达获取的基数据资料质量的优劣,进而可影响到雷达导出产品的质量。通过理论分析,得到了天气雷达脉冲重复频率、脉冲采样数和天线转速这3个可配置观测参数科学合理的配置规律。以此作为CINRAD/SC天气雷达相关参数的配置依据,获取的基数据质量可以得到提高。     

CINRAD/SC雷达观测参数合理配置问题研究

中国产CINRAD/SC新一代天气雷达的脉冲重复频率、脉冲采样数和天线扫描转速这3个观测参数均可由雷达使用者自行配置。雷达观测实践表明,这3个观测参数配置得正确、合理与否,将直接影响到雷达获取的基数据资料质量的优劣,进而可影响到雷达导出产品的质量。通过理论分析,得到了天气雷达脉冲重复频率、脉冲采样数和天线转速这3个可配置观测参数科学合理的配置规律。以此作为CINRAD/SC天气雷达相关参数的配置依据,获取的基数据质量可以得到提高。     

基于NetCDF的国产新型气象雷达基数据通用编码试验

为归一化处理国产新型气象雷达数据存储格式,提高雷达数据共享与交换效率,兼容不同厂家不同型号雷达多样性数据格式的同时保留其内在的差异。基于NetCDF编码原理设计雷达基数据NetCDF存储模型,在Visual C++开发平台支持下,开展国产新型气象雷达格式编码和解码的试验。结果表明:1NetCDF编码方式可作为国产新型气象雷达基数据通用编码方式,在合理地利用不同厂家不同型号雷达数据格式内在差异的同时进行统一编码,有利于进行雷达数据的交换。2NetCDF格式编码雷达基数据,继承以雷达径向信息为基本结构的存放形式,面向存储单元本身(数组),通过编码维数、变量、属性和数据4个子域,构成自描述式的NC文件,用户可借助库函数实现"自动"解码。3NetCDF格式编码前后的雷达数据文件大小差异较小,差异幅度与原始数据文件大小无关。     

新书架

正《多种雷达集成技术在中国南方暴雨监测中的应用》刘黎平等著该书从雷达探测暴雨、台风中尺度结构及其临近预报的需求出发,从新一代天气雷达在灾害天气监测和预警中的应用和雷达新技术的发展,特别是新一代天气雷达质量控制和三维基数据拼图、毫米波雷达及其在云探测中的应用、双线偏振雷达资料分析方法和应用研究等方面介绍了国内的最新研究成果。该书对雷达遥感研究、雷达技术发展、雷达在暴雨监测中的业务应用等方面均有重要参考价值,是雷达气象方面的研究生、预报员和雷达技术人员的重要参考书。     

基于昆明市精细化GIS的天气雷达标准格式基数据应用

以国家地理信息公共服务平台、云南数字乡村、Mapinfo公共数据为数据源,在C#开发环境下实现了精细到乡镇、公路、行政村、自然村的昆明市精细化地理信息系统(GIS)的自主研发,解决了基层气象部门缺乏精细化GIS的难题。介绍了标准格式基数据的解析、成图过程及注意事项,在全国范围内较早实现了天气雷达标准格式基数据在基层气象部门的业务应用。在业务应用过程中,发现了CC天气雷达标准格式早期基数据存在回波强度严重减弱的问题;昆明市精细化GIS与昆明天气雷达回波图的融合应用,可以精确定位雷达强回波区,对精细化气象服务具有指导作用,提高了强天气精细化预警能力、短时临近精细化预报能力和防灾减灾能力。     

新一代天气雷达的异地实时调用与动画显示系统

1概述 新一代天气雷达（多普勒雷达）产品对人工影响天气、强对流天气监测和预警、短时天气预报有较好的指导作用,其基数据产品能够较好地反映天气变化。但由于其在网络上保存的基数据产品文件数据量大,给市、县级气象台站远程异地使用带来了麻烦。一是数据下载慢,时间较长,并且在用户过多时易出现网络阻塞的情况;二是天气雷达数据是时间上的连续图像,原显示软件动画显示较为复杂;三是缺少自动更新的功能,需要手动调用最新的雷达资料。这些不便将占用预报员大量的工作时间并增加工作量,从而错过突发性、灾害性天气监测的最佳时机。     

基于偏度方法的地物杂波识别及去除

基于2013年常州站多普勒天气雷达基数据,利用偏度方法逐网格识别和去除地物杂波。结果表明:地物杂波具有高的反射率分布,为负偏度;非地物杂波则呈现较低的反射率分布,为正偏度。采用偏度方法设计的雷达地物杂波去除方法可有效去除地物杂波,滤波后的新雷达基数据可在业务上应用于雷达定量估测降水和预报,进一步提高雷达降水估测和预报能力。     

CINRAD/CC天气雷达标准格式基数据与现行业务格式基数据的对比分析

该文从命名方式、数据结构两方面介绍CINRAD/CC天气雷达标准格式基数据和现行业务格式基数据的区别,对比分析昆明和昭通两部试点雷达在几次天气过程中基本反射率因子和径向速度的量化差异,得到结论:命名方式和数据存储结构不同;角度分辨率不同,标准格式基数据比现行业务格式基数据的角度分辨率低0.3°;标准格式基数据存在径向数据缺失和径向放射状回波减弱现象;昆明标准格式基数据比现行业务格式基数据回波强度严重减弱,回波强度极值减弱23～29 dBz,伴随回波显示面积缩小现象。     

新一代天气雷达基数据业务传输的设计与探讨

新一代多普勒天气雷达基数据一直是布网雷达站的业务考核内容, 也是短临预报相关系统必需的数据之一。一直以来, 雷达基数据的传输都是由RPGCD程序实现。但是长期的连续运行发现, 我站RPGCD程序传输过程中系统资源占用较大, 影响了雷达系统运行的稳定性。为此, 本文通过改进传输和压缩算法, 精简程序代码重新设计了一套基数据上传程序。业务运行统计表明, 该系统有效缓解了RPGCD程序占用系统资源较大、雷达系统运行不稳定等问题。      

根据异常回波特征和报警信息判断雷达故障部位

对CINRAD/SA雷达发射机、接收机、伺服系统等不同部位硬件故障产生的异常回波、雷达数据和报警信息进行了分析。指出通过建立实时雷达状态信息库,对基数据进行雷达状态参数检查,形成包含基数据、状态参数、和报警信息在内的异常回波数据块,可实现实时雷达数据质量控制,提高新一代天气雷达数据质量。实际工作中业务人员可通过调用实时数据库获取数据质量信息,对雷达数据是否准确和可用进行判断。根据石家庄雷达站应用统计,可以对90%以上的异常回波数据进行剔除,为故障自动识别和探测技术方法的改善提供参考。     

CINRAD/CA/CD雷达综合监控及故障报警系统设计

针对贵州省新一代天气雷达设备老化、故障频发,雷达型号不统一,信号处理器不同和文件传输等问题,通过定时对报警文件、产品文件、基数据文件和状态文件进行监控分析,发现雷达故障、文件生成及文件传输异常时,将故障相关信息及文件异常信息存入数据库,采用GSM MODEM技术进行短信报警,同时在页面上显示故障和异常信息。该系统的使用有利于及时处理故障,提高雷达数据传输率、业务可用性,本系统同时具备雷达技术资料共享、故障查询统计、用户统一管理功能,实现全省新一代天气雷达监测报警平台统一化模式。