基于層次模型的風暴預報系統(tǒng)研究.pdf

1、冰雹、龍卷風、暴雨等強對流天氣是歷時短，破壞力強的災害性天氣之一，目前對強對流天氣的預報主要還是依靠短時預報員通過分析眾多雷達產(chǎn)品，對比強對流云團回波的各種指標得出最終預報結(jié)果。隨著天氣雷達技術(shù)的發(fā)展和圖像處理技術(shù)的應用，進行暴雨和冰雹等強對流天氣的自動識別和預報已成為可能。冰雹和暴雨的云圖特征很相似，大小冰雹的云圖特征也有一定的差距，冰雹或暴雨的到來又往往伴隨著大風，因此預報過程中采用單一的識別模式往往難以應對其多變的復雜性。

2、　　 本文主要涉及以下幾方面工作：
　　 (1)基于風暴特點的特征提取及特征體系構(gòu)建。通過分析冰雹、暴雨和大風等強對流天氣的云圖特點，分別從統(tǒng)計、形態(tài)、分布和演變四個方面提取特征并組織特征體系。根據(jù)冰雹、暴雨和大風的發(fā)展特點，將特征有針對性的應用到各類風暴的識別中。
　　 (2)實現(xiàn)單層識別模型的設計與訓練。依據(jù)靜態(tài)圖像的特征，針對大單體、小單體和多核單體分別進行特征分析，選擇不同的特征進行分類器的訓練以得出效果較好的

3、分類模型。
　　 (3)分類器的綜合設計和實現(xiàn)。針對風暴預報系統(tǒng)復雜且具有時變性的特點，將層次模型的概念引入預報系統(tǒng)中。整個預報系統(tǒng)整體分為三層：底層粗分類器、基于支持向量機的中層分類器和基于知識的高層分類器，針對不同類型的云團采用不同的識別策略。本系統(tǒng)通過層層遞進，相互協(xié)調(diào)，輸出優(yōu)化的方法綜合利用靜態(tài)云圖信息、動態(tài)演變信息和專家經(jīng)驗給出最終預報結(jié)果和風暴趨勢預警，有效解決了單一分類器對于復雜性風暴識別準確率不高，預報不全面的問