贵州降水异常的区域特征

采用模糊聚类分析和EOF分析方法，对贵州省19个站49年(1951～1999年)降水的标准化距平场进行了客观分析，结果表明：贵州降水可分为东、西两区，贵州东、西区降水存在显著的差异。     

基于雷达回波概率特征的雷达部分遮挡区域识别算法

部分遮挡是影响雷达观测资料质量的重要误差源之一。基于雷达回波的概率特征,本文提出一种不依赖高精度地形信息的雷达部分遮挡区域识别算法。该算法无须以人工方式建立样本数据库,只需直接检测实际业务应用中雷达连续观测的反射率因子,统计雷达探测范围内的每个格点出现大于某一反射率因子阈值(定义为Z阈值)的概率,并通过设置适当的概率阈值(定义为C阈值)来确定不同遮挡性质的雷达探测区域。应用该算法,使用2012年5-10月金华、衢州及上饶雷达连续探测资料,识别得到金华、衢州和上饶三部雷达距离地面3 km高度层上CAPPI的完全遮挡区域、部分遮挡区域和无遮挡区域;同时,通过对比2013年4月29日金华、衢州、杭州、上饶、黄山雷达3 km高度重叠探测区域的雷达反射率因子,检验了雷达部分遮挡区域识别结果的有效性,并分析了算法阈值的敏感性;最后,结合剔除部分区域弱回波的方案,对雷达组网拼图算法进行优化改进。结果表明:通过选择适当的Z阈值和C阈值算法,可以有效识别雷达部分遮挡区域;算法阈值的设置是识别部分遮挡区域的关键,较为适中的Z阈值有利于C阈值的选择;优化后的组网拼图算法可以有效解决部分遮挡问题,有效地提高了组网拼图数据的质量。     

基于探空云识别方法的云垂直结构分布特征

云的垂直结构特征作为云重要的宏观特征之一,直接决定了云的类型,进而通过发射和吸收辐射的方式影响着地气系统的能量收支平衡,因此对云垂直结构特征的研究一直都是云物理研究的一个重要方向。作为观测云垂直结构特征的一种方式,探空气球通过获取沿路径方向高分辨率的廓线信息,采用一定反演方法从而能够较为准确的识别云的垂直结构。本文即利用我国业务布网探空站的观测资料,采用相对湿度阈值法识别云垂直结构,并同激光云高仪、“风云四号”静止卫星和毫米波云雷达对识别的云结构特征量进行了一致性检验。在此基础上,统计分析了2015～2017年单层、两层和三层云的垂直结构分布特征、日变化和季节变化特征以及全国区域分布特征,结果表明:（1）整体分布上,单层云在垂直方向上出现的高度范围介于多层云的高度范围内,并且随着云层数的增加,云在垂直方向上更为伸展,即高层云越高,低层云越低;（2）在日变化中,中午单层和多层云中最低层云的云底高度均高于早晨,而夜间单层和多层云中最高层云的云顶高度则高于早晨和中午,同时中间层云厚的变化要小于最上层和最下层云厚的变化;（3）在季节变化中,夏季云量较其他季节更多,云体发展也更为深厚,表明温暖的大气条件更有利于云的形成和发展;（4）我国云垂直结构分布特征具有明显的纬向变化趋势,从以青藏高原为中心的西南地区的云底较高云体较薄的云,逐步过渡到以东南沿海地区为中心的云底较低云体较为深厚的云,表明不同地形和气候带的差异与不同云类型的分布直接相关。     

重庆市雾的区域分布及变化特征

将新重庆雾的分布划分为４个区域,揭示了全市年总雾日数的分布规律,各区域雾的季节分布及区域间的差异,并将５０年代以来雾的变化分成３种不同的类型。     

基于卫星遥感图象纹理特征的云类识别方法及软件设计

介绍了基于卫星遥感资料,运用纹理学识别云类的原理、方法及软件设计。理论与实际分析表明,不同的云类对纹理敏感,纹理特征量是识别云类的良好因子,软件设计充分考虑了模块化,可视化与交互性。     

我国气温长期变化的区域特征

采用旋转经验正交展开（ＲＥＯＦ）的方法，对我国１６０个测站３９年（１９５１～１９８９）的年平均气温场和冬，夏季平均气温场分别作了空间分型，得到年和夏季平均气温场均可分为７个区，冬季则分为４个区，同时对有长期观测资料区的主成分进行了多元回归延长，研究表明，冬夏季及年平均气温场各区之间近４０年来的差别较大，我国大部分地区均有增温趋势，但在四川盆地（年平均气温场）长江中下游（夏季平均气温场）则表现为降温     

近55年中国大陆气温突变的区域特征和季节特征

以中国大陆1951—2003年160站的月平均气温资料为基础，利用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法重点对中国大陆地区气温突变的区域特征和季节特征进行了探讨。得到以下结论：近55a来，中国大陆地区变冷区域显著缩小，变冷区域的变冷趋势明显减弱；东北、华北区域年平均气温在20世纪80年代中后期发生突变，西北、中南区域年气温在20世纪90年代前期发生了突变；同一区域气温发生突变时，冬季气温突变时间较春、夏、秋季节均偏早。     

福建省近50年降水趋势及区域变化特征

应用趋势分析方法分析了福建省35个代表站1961至2003年年、季降水的趋势变化规律，结果表明全年、春季、夏季全省降水以正的趋势为主，而雨季降水以负趋势为主，秋冬季趋势不明显。其后应用旋转主因子分析方法对年、季降水进行区域性分析，结果表明全省降水变化主要以南北向变化为主，东西向为次，同时给出了各季具体的分区范围。最后选取4个代表站进行降水的年代际变化分析。     

近55年中国大陆地区降水突变的区域特征

利用中国大陆1951～2003年160站较为完整的降水观测资料,采用Mann-Kendall检验法和小波分析方法,确定了中国大陆不同区域降水突变事件的大致时间,研究揭示了近55年中国大陆降水突变事件变化的区域特征。得出如下结论:(1)近55年来,中国大陆年平均降水量正在逐步减少。华北地区、四川盆地和东北地区年降水量减少明显。年降水量增加的区域位于长江中下游及其以南地区,另外,西北部分地区和青藏高原南部略有增加。(2)中南地区和青藏云地区年降水在20世纪90年代中后期出现突变,华北地区降水突变出现在20世纪70年代中期,东北地区突变出现在20世纪60年代中期,华南地区降水在20世纪70年代初期出现突变。     

近47年内蒙古农牧交错带气温突变的区域特征和季节特征

利用内蒙古农牧交错带42个气象站1961-2007年气象资料,采用Mann—Kendall和Yamamoto两种突变检验方法。分析了内蒙古农牧交错带气温突变的区域特征和季节特征。主要结论如下：内蒙古农牧交错带普遍具有明显的增温现象：气温突变主要发生在20世纪80年代后期和90年代前期;阴山北麓段突变发生最早,其次是东段,中西段最晚;四季气温以冬季突变发生最早且最明显,春、秋季次之,夏季最晚。     

一种基于特征的人工神经网络数字识别系统模型

在进行神经网络方法的数字图像识别研究时，针对数字图像的复杂性、神经网络输入数据量巨大和学习收敛速度慢的情况，提出了基于特征的神经网络数字识别方法。设计提取了13个结构特征以组成一个13维的超空间，对13维的超平面空间的整个识别过程采用了神经网络聚类方法(其中聚类数为10)，并利用数学软件MATLAB强大的矩阵运算能力和C语言高效的代码实现了数字识别系统模型。实验结果表明，在特征差异不十分明显的情况下，识别时间和识别率仍令人满意。     

变分法和卫星云图模式识别在强降水面雨量预报中的应用

假设数值预报对雨量的落区预报是准确的，用卫星云图模式识别预报的流域雨量极值，应用变分法对数值预报雨量极值进行订正，使得订正预报与未订正场之间的泛函达最小，从而求得预报场。试验证明，该方法对强降水面雨量预报的准确率较数值预报有一定提高。     

一种基于实景图像的低能见度识别算法

为了利用大量视频监控设备提高能见度数据采集密度,提出一种基于实景图像转换的、采用简单卷积神经网络分类提取能见度等级的算法。该算法假设视频设备水平安装且具备开阔视野, 对原始视频图像进行水平分块,提取各分块的梯度、饱和度和亮度信息组成新的图像,基于简单卷积神经网络建模。采用2019年9月—2020年12月上海洋山港气象站29668张视频图像进行训练,建立识别模型,并采用2021年1—5月5757张视频图像对模型进行测试。采用该算法建立的模型参考雾的预报等级(GB/T 27964—2011)将能见度分为5个等级进行检验,白天准确率为87.99%,夜间准确率为81.32%,优于直接采用AlexNet模型。对1000 m以下低能见度天气的识别准确率达95%以上。利用现有的视频摄像头,可有效弥补气象站点能见度仪数据不足的问题,在气象业务上有一定的应用价值。     

雹云识别的物元可拓模型及其效果检验

雹云识别是一个多参数的模式识别问题。应用物元可拓思想将单参数雹云识别的不相容性转化为相容性问题。通过构造雹云和雷雨云两类样本的经典物无降节域物元，根据计算出的待识别云体与两类样本云体之间的关联度大小，进行雹云识别。该方法用于成都地区雹云识别结果的正确率达85％以上。     

高低压中心、槽线识别的初步试验

利用经过截取处理的欧亚范围的欧洲格点数据，通过运算转化为屏幕网格资料，采用逐点追踪方法绘制等压线，运用统计识别法和模糊识别技术，结合实测风场订正，对高低压中心和槽线进行分析识别。试验结果表明，计算机能基本准确的识别出高低压中心及槽线，且速度比人工快得多，从而可做为人工智能工作站的一相接口，并为天气图的客观化和自动化分析作了初步尝试。     

卫星云图的计算机分析识别

提出了采用数学形态学与句法模式识别结合，将云系结构与天气系统联系起来的卫星云图计算机分析识别方法，克服了传统的统计识别方法不能很好地反映云系整体性结构的缺陷，对一次台风过程不同阶段云系发展演特征，实现了计算机分析识别试验，结果显示，在台风发展的不同阶段，云系的结构，形状和组成是不同的。     

基于虹膜的身份识别技术

虹膜识别是近年来新兴的生物识别方法，它以其简单的算法、快速的识别和极低的错误识别率逐渐应用到一些重要领域。对虹膜识别的Daugman算法进行了以下改进：积分微分算子结合梯度分解哈夫变换来定位虹膜，利用多通Gabor滤波提取虹膜特征。有效地克服了Daugman算法中非散射人工光源引起的亮点效应，增强了虹膜识别的实用性和适应性．     

人工智能、模式识别在气象领域应用的现状与展望

简要回顾了１０年来人工智能，模式识别在我国气象领域进展的情况，它包括专家系统，人工神经元网络，智能数据库，天气过程的计算机理解和仿真，以及卫星云图的分析识别等方面，并对今后的发展提出了一些初步设想。     

基于线支持区域的闪电通道识别算法

提出了一种基于线支持区域的闪电通道识别算法 (LLSR),该算法首先应用对比度拉伸和高斯匹配滤波方法对闪电通道图像进行预处理,以增强闪电通道的对比度;然后自动检测出包含闪电通道的线支持区域,并用最小外接矩形包含这些区域;最后在各个矩形区域内分别使用最大类间方差Otsu阈值法进行分割,得到闪电通道识别结果。试验结果表明:LLSR具有良好的局部特性和自适应性,它不仅能自动提取低对比度闪电图像的通道,还能自动提取具有复杂背景闪电图像的通道,自动提取结果在视觉上与人眼观测结果一致。且定量评估结果表明:LLSR相比传统算法具有更好的分割精度。     

雹云识别的物元可拓模型在低纬高原的构造及其效果检验

雹云识别是一个多参数的模式识别问题,应用物元可拓思想将单参数雹云识别的不相容性转化为相容性问题。在与成都地区雹云识别的物元可拓模型进行对比后,根据低纬高原地形及气候特点,通过适当增加参数,构造完成低纬高原雹云识别的物元可拓模型,以此进行雹云识别,准确率达86％以上。