專(zhuān)利名稱(chēng)：雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法、裝置，及天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空間信息技術(shù)、多普勒雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用以及突害性天氣監(jiān)測(cè) 預(yù)警領(lǐng)域，尤其涉及一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法、裝置，及天氣監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空間信息科學(xué)結(jié)合計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，促使氣象工作者認(rèn)識(shí)到空 間信息技術(shù)對(duì)天氣及氣象業(yè)務(wù)工作的重要作用。 一些氣象地理信息系統(tǒng)(可
參見(jiàn)應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)2005年8月第16巻4期，547到553頁(yè)，劉品高、江南、 譚萍等所著的《氣象地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》 一文)相繼應(yīng)運(yùn)而生，并 在氣象資料處理及分析中發(fā)揮作用。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公眾對(duì)高時(shí)間分辨率天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品的需求劇增， 為了保障一些重大社會(huì)活動(dòng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，減輕其受惡劣性天氣條件的影響，
各種天氣預(yù)報(bào)技術(shù)和手段在新一代探測(cè)技術(shù)的支撐下得到迅速的發(fā)展。由世 界氣象組織WMO ( World Meteorological Organization )下面的世界天氣研究 計(jì)劃WWRP (World Weather Research Programme)發(fā)起的國(guó)際天氣預(yù)報(bào)示 范項(xiàng)目FDP ( Forecast Demonstration Project),已在近幾屆奧運(yùn)會(huì)期間做了 示范性運(yùn)用，目的在于檢驗(yàn)各種預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)奧運(yùn)氣象安全保障的功能和效 果，根據(jù)用戶(hù)反饋的需求改進(jìn)預(yù)報(bào)技術(shù)，提高預(yù)報(bào)產(chǎn)品的質(zhì)量；可參見(jiàn)以下 文檔
(1 ) Rothfusz, L . P. , M. R. Mclaughlin and S. K. Rinard. An Overview of NWS Weather Support for the XXVI Olympiad. Bull. Amer. Meteor. Soc.， 1998:79(5)，845_860.
(2) Johnson, J. T . , M. D. Eilts， D. Ruth， W. Goodman and L .P. Rothfusz. Warning Operations in Support of the 1996Centennial Olympic Games.Bull. Amer. Meteor. Soc.，2000:81(3)， 543 — 554 .
(3 ) Linda Anerson-Berry, etal .The Societal, Social, and Economic Impacts of the World Weather Research Programme Sydney 2000 Forecast Demonstration Project (WWRP S2000 FDP) .Weather and Forecasting , 2004:19(2)， 168-178.
(4 ) Elly Spark. Report on Weather Services for the Sydney 2000 Olympic Games. 2002.
在WWRP提供的FDP產(chǎn)品中，許多短時(shí)臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)采用了新一代多 普勒雷達(dá)資料。新一代多普勒雷達(dá)具有高時(shí)間分辨率的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)災(zāi)害性天氣 有較強(qiáng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力(可參見(jiàn)氣象科技2006年9月34巻(4期)，第509 到512頁(yè)，李書(shū)嚴(yán)、李偉、王京麗所著的《網(wǎng)上雷達(dá)回波經(jīng)綿度定位系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與建立》 一文)。
美國(guó)國(guó)家強(qiáng)風(fēng)暴試驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的預(yù)警決策保障系統(tǒng)WDSS (Warning Decision Support System )也是WWRP提供的FDP產(chǎn)品之一，它應(yīng)用雷達(dá)等 觀測(cè)數(shù)據(jù)，在10分鐘或5分鐘一次雷達(dá)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)回波單體進(jìn) 行編號(hào)，并根據(jù)其前期移動(dòng)和發(fā)展，外推其未來(lái)的顯示，可參見(jiàn)上述文檔(3 )。
其它的一些利用雷達(dá))i見(jiàn)測(cè)凄t據(jù)的短時(shí)臨近預(yù)^^系統(tǒng)，例如，美國(guó)的 TITAN ( Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis and Nowcasting)、 AN ( Auto-Nowcaster)及英國(guó)的GANDOLF ( Generating Advanced Nowcasts for Deployment in Operational Land — surface Flood )等具有類(lèi)如乂的雷達(dá)回波 的處理機(jī)制及應(yīng)用(可參見(jiàn)上述文檔)，用于突害性天氣的監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)預(yù)警。
這些軟件產(chǎn)品盡管能較好地監(jiān)測(cè)突害性天氣的變化，由于沒(méi)有集成基礎(chǔ) 地理信息數(shù)據(jù)，對(duì)復(fù)雜下墊面狀況的城市地區(qū)空間范圍內(nèi)的災(zāi)害性天氣系統(tǒng) 無(wú)法即刻得出準(zhǔn)確的空間圈定和定量估算。對(duì)一些重大活動(dòng)場(chǎng)所及重點(diǎn)目標(biāo) 物的氣象安全保障服務(wù)，許多測(cè)定工作仍然需要人工判斷及處理，這無(wú)疑延 緩了信息及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)布及有效利用。當(dāng)然，也有一些可以變通的作法，比 如悉尼奧運(yùn)會(huì)期間釆取的專(zhuān)門(mén)場(chǎng)館預(yù)報(bào)，可參見(jiàn)上述文檔(4)，就對(duì)固定 場(chǎng)館的地理位置預(yù)先做了標(biāo)定，這種方法能滿(mǎn)足一些重大活動(dòng)的臨時(shí)性應(yīng)急 要求，但對(duì)城市氣象安全防范則意義不大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法、 裝置，及天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠提高融合數(shù)據(jù)的生成、顯示及分析速度。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方
法，包括
A、 提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn)及投影轉(zhuǎn)換；
B、 對(duì)所述步驟A得到的雷達(dá)柵^^數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波等級(jí)相同的相 鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域，得到若千個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，所述步驟B具體包才舌
Bl、按預(yù)定順序掃描所述步驟A得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，將掃描的第一 個(gè)才冊(cè)格作為當(dāng)前柵格；
B2、判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的相鄰區(qū)域； 如果是則將該當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值相同的相鄰區(qū)域，保存歸并后得到的 矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，進(jìn)行步驟B3;否則直接進(jìn)行步驟B3;
B3、判斷是否還存在未掃描的柵—各，如果是則按照所述預(yù)定順序掃描下 一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格，返回步驟B2;否則結(jié)束。
進(jìn)一步地，所述預(yù)定順序?yàn)閺纳系较?，從左到右?br>
所述步驟B2里，判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同 的相鄰區(qū)域是指
判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前柵格的相鄰區(qū)域是否存在以下情況
當(dāng)前柵格的回波值僅和左側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵格的回波值僅和上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前4冊(cè)格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
本發(fā)明還提供了 一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置，包括提取模塊，用于提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；
轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn) 及投影轉(zhuǎn)換；
融合模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波 等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，歸并完成后得到若
干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，所述融合模塊具體包括 掃描單元、判斷單元和歸并單元；
所述掃描單元用于按預(yù)定順序掃描所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)， 將掃描的第一個(gè)柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；以及當(dāng)收到繼續(xù) 掃描指示時(shí)，判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃 描下一個(gè)柵格，將該柵;格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；否則指示歸 并完成；
所述判斷單元用于判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相 同的相鄰區(qū)域；如果是則發(fā)送歸并指示；否則發(fā)送繼續(xù)掃描指示給所述掃描 單元；
所述歸并單元用于根據(jù)所述歸并指示將所述當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值 相同的相鄰區(qū)域，并保存歸并后得到的矢量面多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；保存后發(fā) 送繼續(xù)掃描指示給所述掃描單元。
進(jìn)一步地，所述掃描單元按照預(yù)定順序掃描可以但不限于是指所述掃描 單元"t要照從上到下，從左到右的順序掃描；
所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的 相鄰區(qū)域是指
所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前4冊(cè)4各的相鄰區(qū)域是否存在以下情
況
當(dāng)前柵格的回波值僅和左側(cè)相鄰區(qū)域相同； 當(dāng)前柵格的回波值僅和上側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前柵-才各的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
本發(fā)明還提供了一種天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括
雷達(dá)與地理信息l丈據(jù)的融合裝置、存儲(chǔ)裝置和天氣監(jiān)測(cè)裝置；
所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置包括
提取模塊，用于每隔一預(yù)定時(shí)間提取一次提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；
轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn) 及投影轉(zhuǎn)換；
融合模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波 等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，歸并完成后得到若 干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；
所述存儲(chǔ)裝置用于每當(dāng)所述融合模塊歸并完成時(shí)，按照時(shí)間的先后順序 保存所述融合模塊得到的矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；
所述天氣監(jiān)測(cè)模塊用于設(shè)定作為監(jiān)測(cè)目標(biāo)的地物，并以點(diǎn)、線(xiàn)、面中的 一或多種表征所述監(jiān)測(cè)目標(biāo)；以及將所述存儲(chǔ)裝置中保存的矢量多邊形面區(qū) 域數(shù)據(jù)與表征監(jiān)測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，得到所述監(jiān)測(cè)目標(biāo)一段 時(shí)間內(nèi)的回波值，從而監(jiān)測(cè)預(yù)定監(jiān)測(cè)目標(biāo)的天氣。
進(jìn)一步地，所述的天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括
天氣預(yù)警模塊，保存預(yù)警條件，用于設(shè)定作為預(yù)警目標(biāo)的地物，并以點(diǎn)、 線(xiàn)、面中的一或多種表征所述預(yù)警目標(biāo)；以及將所述存儲(chǔ)裝置中保存的矢量 多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)與表征監(jiān)測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，得到所述預(yù) 警目標(biāo)的一段時(shí)間內(nèi)的回波值，當(dāng)該回波值大于或等于預(yù)定閾值，或當(dāng)回波 形態(tài)滿(mǎn)足所述預(yù)警條件時(shí)，進(jìn)行預(yù)警。
進(jìn)一步地，所述融合模塊具體包括
掃描單元、判斷單元和歸并單元；
所述掃描單元用于按預(yù)定順序掃描所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，將掃描的第一個(gè)柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；以及當(dāng)收到繼續(xù) 掃描指示時(shí)，判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃 描下一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；否則指示歸
并完成；
所述判斷單元用于判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相 同的相鄰區(qū)域；如果是則發(fā)送歸并指示；否則發(fā)送繼續(xù)掃描指示給所述掃描 單元；
所述歸并單元用于根據(jù)所述歸并指示將所述當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值 相同的相鄰區(qū)域，并保存歸并后得到的矢量面多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；保存后發(fā) 送繼續(xù)掃描指示給所述掃描單元。
進(jìn)一步地，所述掃描單元按照預(yù)定順序掃描可以但不限于是指所述掃描 單元按照從上到下，從左到右的順序掃描；
所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的 相鄰區(qū)域是指
所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前柵格的相鄰區(qū)域是否存在以下情
況
當(dāng)前柵格的回波值僅和左側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前4冊(cè)格的回波值Y又和上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵才各的回波^f直和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)i或相同；
當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
本發(fā)明的方案采用空間數(shù)據(jù)融合手段及方法，結(jié)合空間信息和新一代雷 達(dá)技術(shù)的長(zhǎng)處，是一種既能體現(xiàn)雷達(dá)資料的高時(shí)間分辨率特性，又能準(zhǔn)確進(jìn) 行空間定位分析及模型演算的融合雷達(dá)與地理信息的技術(shù)方案；將不含有 "完整地理信息"的雷達(dá)數(shù)據(jù)融合到對(duì)地理信息有嚴(yán)格要求的GIS系統(tǒng)中， 雷達(dá)數(shù)據(jù)從現(xiàn)有格式轉(zhuǎn)化為能被GIS平臺(tái)管理、利用、分析的矢量面數(shù)據(jù)格 式，因?yàn)槭噶棵婺軌蛟诘乩硇畔⑾到y(tǒng)里面顯示及分析，是地理信息系統(tǒng)的一 種兼容的數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)這樣處理融合數(shù)據(jù)的生成、顯示及分析速度將大大加快。 融合后的信息包括空間位置、空間體拓樸、空間體地圖投影及可供空間計(jì)算操作的空間關(guān)系描述。雷達(dá)數(shù)據(jù)融合后，即可對(duì)這類(lèi)實(shí)時(shí)探測(cè)的數(shù)據(jù)按空間 數(shù)據(jù)操作的要求進(jìn)行相關(guān)空間統(tǒng)計(jì)分析及空間數(shù)值演算，其意義是相當(dāng)明顯 的，尤其對(duì)于氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、甚至進(jìn)一步的預(yù)警更是如此。將雷達(dá)數(shù)據(jù)融 合進(jìn)地理信息系統(tǒng)，這樣就能在空間算子的支持下，比較精確地推算出高影 響天氣，比如雷暴、水雹、大風(fēng)等對(duì)城市地區(qū)，尤其是人口比較集中、經(jīng)濟(jì) 實(shí)體聚集的大都市區(qū)的沖擊及影響情況，比如在短時(shí)臨近預(yù)報(bào)技術(shù)的支持 下，能測(cè)算高影響天氣對(duì)某一固定地點(diǎn)的影響從幾點(diǎn)幾分開(kāi)始，到幾點(diǎn)幾分 結(jié)束，影響的程度怎么樣，強(qiáng)度有多大，并結(jié)合下墊面特征(人口、經(jīng)濟(jì)、 自然狀況)，判斷出是否會(huì)引發(fā)災(zāi)害事件，成災(zāi)的幾率多大，影響面多大， 以及損失多大，等等。
圖1是傳統(tǒng)的柵格-網(wǎng)格的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法的流程圖3是本發(fā)明實(shí)施例中將相鄰兩個(gè)同級(jí)相W各歸并的對(duì)應(yīng)圖示；
圖4是傳統(tǒng)的"脫皮"方法的柵格矢量數(shù)據(jù)處理結(jié)果的對(duì)應(yīng)圖示；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中將雷達(dá)柵格數(shù)組按邊界(無(wú)形變)提取多邊形同 值區(qū)域的對(duì)應(yīng)圖示；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中雷達(dá)柵格數(shù)組排列及數(shù)據(jù)處理掃描方式的對(duì)應(yīng) 圖示；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例中"情況l"時(shí)的處理過(guò)程的對(duì)應(yīng)圖示；
圖8a和圖8b是本發(fā)明實(shí)施例中"情況2"時(shí)的處理過(guò)程的對(duì)應(yīng)圖示；
圖9是本發(fā)明實(shí)施例中"情況3"時(shí)的處理過(guò)程的對(duì)應(yīng)圖示；
圖10是本發(fā)明實(shí)施例中"情況4"時(shí)的處理過(guò)程的對(duì)應(yīng)圖示；
圖ll是本發(fā)明實(shí)施例中"情況5"時(shí)的處理過(guò)程的對(duì)應(yīng)圖示；
圖12是本發(fā)明實(shí)施例中多邊形點(diǎn)集的點(diǎn)的排列方式的對(duì)應(yīng)圖示；
圖13是本發(fā)明實(shí)施例一中雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置的框圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例中基于數(shù)據(jù)融合的突害性天氣"點(diǎn)目標(biāo)"監(jiān)測(cè)圖
文對(duì)應(yīng)功能流程圖15是本發(fā)明實(shí)施例中基于數(shù)據(jù)融合的災(zāi)害性天氣"線(xiàn)目標(biāo)"監(jiān)測(cè)圖 文對(duì)應(yīng)功能流程圖16是本發(fā)明實(shí)施例中基于數(shù)據(jù)融合的突害性天氣"面目標(biāo)"監(jiān)測(cè)圖 文對(duì)應(yīng)功能流程圖17是本發(fā)明實(shí)施例中雷達(dá)歷史數(shù)據(jù)信息回放及外推變化功能實(shí)現(xiàn)流 程圖18是本發(fā)明實(shí)施例中空間目標(biāo)可視化預(yù)警信息顯示功能實(shí)現(xiàn)流程
圖19是本發(fā)明實(shí)施例中空間目標(biāo)預(yù)警信息查詢(xún)及判斷功能實(shí)現(xiàn)流程
圖20是本發(fā)明實(shí)施例中強(qiáng)天氣過(guò)程移動(dòng)路徑分析(已知的和2小時(shí)推 算)及預(yù)警顯示功能實(shí)現(xiàn)流程圖21是本發(fā)明實(shí)施例中監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理功能實(shí)現(xiàn)流程圖；
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將雷達(dá)實(shí)時(shí)觀測(cè)圖像，尤其是高影響(突害性)天氣條件下的雷 達(dá)圖像，在圖上、地理空間上、空間分析上與城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)充分融 合，在數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)上進(jìn)行以空間幾何體的分析計(jì)算為特征的突害性天氣 的監(jiān)測(cè)，原則上監(jiān)測(cè)的目標(biāo)包括一切點(diǎn)、線(xiàn)、面目標(biāo)，在數(shù)據(jù)融合基礎(chǔ)上的 預(yù)警技術(shù)針對(duì)短時(shí)、臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)回波的外推結(jié)果，作圖形(可視化) 顯示、針對(duì)"點(diǎn)、線(xiàn)、面"目標(biāo)的疊置分析。還可以進(jìn)一步根據(jù)0到2小時(shí) 的外推結(jié)果反映到重點(diǎn)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的情況，產(chǎn)生預(yù)警信息；預(yù)警和監(jiān)測(cè)在功能 上具備自動(dòng)機(jī)特性(自動(dòng)判斷雷達(dá)回波圖像，融合地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分 析，自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警)，即具備事務(wù)性處理能力；具備機(jī)助制圖能力，即自 動(dòng)輸出監(jiān)測(cè)形勢(shì)圖、預(yù)警圖示等。
本發(fā)明中提出了雷達(dá)圖像(即柵格格式)數(shù)據(jù)與矢量地理信息數(shù)據(jù)融合
13的技術(shù)規(guī)范、方法及標(biāo)準(zhǔn)，形成了一套通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。雷達(dá)回波單體處理 結(jié)果充分與融合數(shù)據(jù)兼容，并能進(jìn)行相應(yīng)的空間統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析，即處理結(jié)果 具有良好兼容性能。為了便于該技術(shù)能得到氣象部門(mén)的認(rèn)可，并能在氣象部 門(mén)產(chǎn)生一定的推廣應(yīng)用價(jià)值，除了在界面及操作上符合氣象專(zhuān)業(yè)人員的使用 習(xí)慣和要求，在可視化上，圖像更加直觀、真實(shí)，并適當(dāng)加入部分圖形自動(dòng) 機(jī)功能等，即技術(shù)功能設(shè)計(jì)合理、界面清晰、操作符合氣象業(yè)務(wù)人員使用習(xí) 慣。為了整合現(xiàn)有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)利用效率，原則上以充分利用現(xiàn)有 數(shù)據(jù)為目的，可對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)一步加工處理，提供更高質(zhì)量的處理結(jié)果和數(shù)據(jù)。 在技術(shù)上面臨海量數(shù)據(jù)處理、管理等一系列問(wèn)題，因此對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理流 程充分考慮了算法效果和效率。
現(xiàn)有雷達(dá)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式是柵格格式，數(shù)據(jù)采取大數(shù)組的排列方式，融 合的最終目的是要將柵格格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能參與空間運(yùn)算的矢量數(shù)據(jù)，其 矢量數(shù)據(jù)的空間體類(lèi)型可為面幾何體，雷達(dá)數(shù)據(jù)在顯示上可按分段(范圍) 回波值(也可稱(chēng)為回波等級(jí))，從統(tǒng)一的色帶顯示分級(jí)回波區(qū)域，這種需求
方式在GIS系統(tǒng)中直接體現(xiàn)為面專(zhuān)題顯示，所以需要將雷達(dá)柵格轉(zhuǎn)換為矢量 面數(shù)據(jù)。
為了從功能上即保持原來(lái)的顯示方式的兼容性，又能達(dá)到數(shù)據(jù)空間融合 的目的，按照常規(guī)的思路，最普通的將柵格轉(zhuǎn)換為矢量的方法是將單個(gè)柵格 點(diǎn)轉(zhuǎn)成單點(diǎn)水平寬(東西方向)、南北高的網(wǎng)格，網(wǎng)格中心為4冊(cè)格點(diǎn)的原點(diǎn)， 該網(wǎng)格為一正方形區(qū)域，其與柵格點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。
這種轉(zhuǎn)換方式的結(jié)果是每個(gè)柵格點(diǎn)都對(duì)應(yīng) 一個(gè)相應(yīng)的正方形網(wǎng)格，由于 是——對(duì)應(yīng)的關(guān)系，轉(zhuǎn)換時(shí)只需批量處理就行，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是這種數(shù)據(jù)融 合方案存在以下幾點(diǎn)不足
(1 )雷達(dá)數(shù)據(jù)的單圖大小(行列) 一般可達(dá)到300*300的柵格點(diǎn)(按 單機(jī)多普勒一百多公里的探測(cè)距離，l公里的分辨率測(cè)算)，如果是多個(gè)雷 達(dá)拼圖，其柵格點(diǎn)可達(dá)到600*600的程度(比如，北京-塘沽-石家莊雷達(dá)拼 圖)，如此大的數(shù)據(jù)(盡管數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)一般不超過(guò)400K)，但是按照"網(wǎng) 才各化"思路，將生成最少90000個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)(300*300)， 一方面任何地理信 息平臺(tái)在生成9萬(wàn)個(gè)正方形多邊形時(shí)，都將花費(fèi)大量的機(jī)時(shí)，即使除去沒(méi)有回波值(0)的柵格點(diǎn)，其生成正方形網(wǎng)格的時(shí)間還是相當(dāng)可觀的，例如，
經(jīng)測(cè)試程序驗(yàn)證生成1萬(wàn)個(gè)正方形網(wǎng)格，大約需10秒，而一般強(qiáng)天氣中的 雷達(dá)回波，以反射率因子為例，有回波的柵格點(diǎn)比率幾乎在4到5萬(wàn)/600*600 左右，所以從^t據(jù)生成上，該融合方法不成立；
(2) 在GIS平臺(tái)中"大量"的網(wǎng)格多邊形的存在，使得圖形顯示刷新 異常緩慢，從顯示的要求出發(fā)，該方法也不可行；
(3) 在空間運(yùn)算分析上，即使一般的疊加分析，都要采用一對(duì)多的疊 加運(yùn)算，運(yùn)算量會(huì)很大，因此，該方法不能滿(mǎn)足空間運(yùn)算的要求。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。 實(shí)施例一， 一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法，如圖2所示，包括
A、 提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn)及投影轉(zhuǎn)換；
B、 對(duì)所述步驟A得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波等級(jí)相同的相 鄰柵格歸并為 一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域，得到若干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
鑒于以上分析，本實(shí)施例中所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置所進(jìn)行 的柵格歸并的數(shù)據(jù)融合技術(shù)如圖3所示，所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝 置用于接收雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，將回波等級(jí)相同的柵格歸并為一個(gè)區(qū)域，這樣操 作無(wú)疑將大大減少生成的多邊形區(qū)域的數(shù)量。
注意本實(shí)施例的數(shù)據(jù)融合在方法上與通常的柵格到矢量的轉(zhuǎn)換過(guò)程有 本質(zhì)的區(qū)別，就以圖4中所示的傳統(tǒng)的"脫皮"方法為例，它就是將矢量邊 界經(jīng)過(guò)脫皮處理后，按原來(lái)的矢量點(diǎn)勾畫(huà)成線(xiàn)；而本發(fā)明的數(shù)據(jù)融合將保證 原始的雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)在空間上不產(chǎn)生大的形變，因此不是以柵格點(diǎn)中心連線(xiàn) 來(lái)提取出同級(jí)回波區(qū)域，比如圖5所示的例子中，所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù) 的融合裝置是將所述雷達(dá)柵格數(shù)組按邊界(無(wú)形變)提取出3個(gè)多邊形同值 區(qū)域，因?yàn)槿诤辖Y(jié)果沒(méi)有發(fā)生幾何形變及位置偏移，所以融合后可以降低數(shù) 據(jù)誤差。由于采用的是大地平面坐標(biāo)系，所以融合后沒(méi)有空間誤差。同時(shí)， 可以看出原來(lái)的20個(gè)可能的"網(wǎng)格，，正方形縮減為3個(gè)多邊形區(qū)域，經(jīng)過(guò) 這樣處理融合數(shù)據(jù)的生成、顯示及分析速度將大大加快。本實(shí)施例中，所述步驟A中可以但不限于按照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該步驟 是將"無(wú)完整空間信息"的雷達(dá)數(shù)據(jù)從柵格矩陣排列格式轉(zhuǎn)換成具有地理坐 標(biāo)、投影顯示方式并保證一定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度的矢量面格式。配準(zhǔn)的方法是首 先保證地圖投影一致，本實(shí)施例是保證地圖投影為平面坐標(biāo)系，距離單位為 米，然后從雷達(dá)圖的左上角開(kāi)始坐標(biāo)配準(zhǔn)，這應(yīng)該是一個(gè)簡(jiǎn)單的方法。
本實(shí)施例中，所述步驟A后還包括，顯示雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)時(shí)，除有回波 強(qiáng)度的單體外，其余顯示為透明。
本實(shí)施例中，進(jìn)行步驟B后，可將較多的規(guī)則雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成能被 GIS系統(tǒng)識(shí)別、處理、利用的，數(shù)量較少的規(guī)則或不MJ'J的矢量多邊形面數(shù) 據(jù)；從而提高顯示速度、提高空間分析的效果及便捷性；這些矢量面數(shù)據(jù)進(jìn) 一步能作為空間場(chǎng)數(shù)據(jù)參與空間計(jì)算，并作為災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)實(shí) 現(xiàn)的基礎(chǔ)。
本實(shí)施例中，所述步驟B如圖1所示，具體可以包括
Bl、按預(yù)定順序掃描所述步驟A得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，將掃描的第一 個(gè)柵格作為當(dāng)前柵格；
B2、判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的相鄰區(qū)域； 如果是則將該當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值相同的相鄰區(qū)域，保存歸并后得到的 矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，進(jìn)行步驟B3;否則直接進(jìn)行步驟B3;
B3、判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃描下 一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格，返回步驟B2;否則結(jié)束。
本實(shí)施例中，所述預(yù)定順序可以^旦不限于為從上到下，從左到右。
相應(yīng)的，所述步驟B2里，判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回 波值相同的相鄰區(qū)域是指
判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前柵格的相鄰區(qū)域是否存在回波值"僅左右一致"、 "僅上下一致"、"左右、左上、上下一致"、"左右、上下一致，而左上 不一致(島)"的情況；即判斷是否存在下列情況
當(dāng)前4冊(cè)格的回波值僅和左側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵格的回波值僅和上側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前柵才各的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前4冊(cè)才各的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述預(yù)定順序改變時(shí)，當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵 格回波值相同的相鄰區(qū)域時(shí)的情況也會(huì)相應(yīng)改變，可根據(jù)上文類(lèi)推。
由于同級(jí)回波點(diǎn)的相鄰接、相連通等空間位置關(guān)系各異，可以采取下面
(1)到(5)的情況加以甄別并進(jìn)行歸并，生成雷達(dá)回波同等級(jí)區(qū)域的矢量 面數(shù)據(jù)，該類(lèi)數(shù)據(jù)能被GIS系統(tǒng)識(shí)別、利用，并在空間分析等算子的支持下 供監(jiān)測(cè)及預(yù)警模塊使用。
(1) 情況l:如圖6所示，如果當(dāng)前柵格V[i，JhO,即無(wú)回波值，也就 不生成雷達(dá)區(qū)域，掃描時(shí)判斷左邊區(qū)域的回波等級(jí)與當(dāng)前柵格的回波等級(jí)是 否一致，如果一致，將兩者歸并，歸并過(guò)程如圖7所示，多邊形區(qū)域A,的 結(jié)點(diǎn)集中的點(diǎn)a，被點(diǎn)b,替換，點(diǎn)d,被點(diǎn)c,替換(水平對(duì)齊)。
(2) 情況2:如圖8a所示，左邊區(qū)域的回波等級(jí)與當(dāng)前柵格的(柵格 點(diǎn))回波等級(jí)不一樣，但上邊區(qū)域與當(dāng)前柵格的回波等級(jí)一致，將該當(dāng)前柵 格V[i,j]與多邊形區(qū)域A2歸并，歸并過(guò)程為用點(diǎn)b2替換點(diǎn)a2,將點(diǎn)c^插 入多邊形區(qū)域A2的點(diǎn)集；如果如圖8b所示，點(diǎn)d2與點(diǎn)d2，在水平線(xiàn)上，將
點(diǎn)d2插入所述點(diǎn)集，否則(點(diǎn)d2，與點(diǎn)d2在一條垂直線(xiàn)上，垂直對(duì)齊)，用 點(diǎn)C2替換點(diǎn)d2。
(3) 情況3:處理有"島"的區(qū)域歸并情況。如圖9所示，環(huán)狀多邊
形區(qū)域Ap當(dāng)掃描到當(dāng)前柵格B3時(shí)，當(dāng)前柵格B3的回波等級(jí)與多邊形區(qū)域 A3在左和上兩個(gè)方向相鄰，將當(dāng)前柵才各B3與A3歸并后將出現(xiàn)一島區(qū)域C3，
這時(shí)，歸并算法過(guò)程描述如下假設(shè)當(dāng)前4冊(cè)格為V[i，j]，如果V[i-l， j-l] 的等級(jí)不等于V[i,j]的等級(jí)，同時(shí)當(dāng)前柵格的左柵格(V[i - 1， j])及上面柵格 (V[i， j-l])的等級(jí)與V[i， j]的一致，即可判斷V[i， j]在左邊、上面與多邊 形區(qū)域A3歸并后將生成島區(qū)域C3，歸并過(guò)程為從多邊形區(qū)域八3的結(jié)點(diǎn)集 中剔除點(diǎn)a3、點(diǎn)a 、 點(diǎn)C3'、 點(diǎn)d 、 點(diǎn)33、點(diǎn)d3后，將其標(biāo)記為多邊形
區(qū)域八3的"第一結(jié)點(diǎn)集"，將多邊形區(qū)域A3的第一結(jié)點(diǎn)集的點(diǎn)b3替換為點(diǎn)
c3 (點(diǎn)b3和點(diǎn)c3水平對(duì)齊),如果點(diǎn)d3和點(diǎn)d3"垂直對(duì)齊，用點(diǎn)d3"替換點(diǎn) d3,否則，將點(diǎn)d3加入多邊形區(qū)域A3的第一結(jié)點(diǎn)集。重新生成多邊形區(qū)域A3的第二結(jié)點(diǎn)集，將點(diǎn)33、點(diǎn)a 、 點(diǎn)C3，、點(diǎn)d3，等依次加入第二結(jié)點(diǎn)集，
將第二結(jié)點(diǎn)集加入多邊形區(qū)域A3的線(xiàn)蔟，形成帶有島結(jié)構(gòu)的區(qū)域C3。
(4) 情況4:如圖IO所示，當(dāng)前^f冊(cè)格V[i， j]的左邊、左上、上三個(gè)方 向均為同一等級(jí)區(qū)域，等級(jí)與V[i, j]等級(jí)一致，即不存在島的情況下，歸 并過(guò)程為在多邊形區(qū)域A4的點(diǎn)集中用點(diǎn)b4替換點(diǎn)a4，刪除點(diǎn)(14,將點(diǎn)b4
插入點(diǎn)a4之后，如果點(diǎn)C4與點(diǎn)C，4水平對(duì)齊，插入點(diǎn)C4，否則(垂直對(duì)齊)， 用點(diǎn)t)4替換點(diǎn)C4。
(5) 情況5 (連通區(qū)域歸并)如圖ll所示，當(dāng)前柵格V[i， j]的左邊 區(qū)域As的等級(jí)與V[i， j]一致，上邊區(qū)域Cs的等級(jí)與V[i， j]一致，左邊區(qū) 域A5與上邊區(qū)域Q為兩個(gè)獨(dú)立區(qū)域，這時(shí)除了要?dú)w并V[i, j]，還應(yīng)將左邊 區(qū)域As與上邊區(qū)域C5合并為一個(gè)區(qū)域，將兩者連通為同一區(qū)域，歸并過(guò)程 如下在左邊區(qū)域A5的點(diǎn)集中，用點(diǎn)b5替換點(diǎn)bs，，隨后插入點(diǎn)C5，如果點(diǎn)
ds與點(diǎn)d5，水平對(duì)齊，將點(diǎn)ds插在點(diǎn)Cs之后，否則將點(diǎn)d 插在點(diǎn)Cs之后(本
實(shí)施例中多邊形點(diǎn)集的點(diǎn)的排列按逆時(shí)針排列，如圖12所示，區(qū)域As的點(diǎn) 集中點(diǎn)的排列為點(diǎn)a5 —點(diǎn)b5 —點(diǎn)c5 —點(diǎn)d5 —點(diǎn)e5 —點(diǎn)f5 )將點(diǎn)35"插入點(diǎn)d5， 之后，將點(diǎn)a 插入點(diǎn)as，，之后，等等，最后將區(qū)域C5從生成的矢量多邊形 面區(qū)域集中清除。
實(shí)際應(yīng)用中，不限于按照從上到下，自左到右的順序進(jìn)行掃描判斷，如 果按照其它順序進(jìn)行掃描，則進(jìn)行歸并時(shí)可以參照上述情況(1 )到(5 )來(lái) 相應(yīng)進(jìn)行歸并。
當(dāng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以按照雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)的傳輸頻次，不斷進(jìn)行雷達(dá)與地 理信息數(shù)據(jù)的融合。比如每6分鐘重作一次處理。
實(shí)施例二， 一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置，如圖13所示，包括 提取模塊，用于提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；
轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn) 及投影轉(zhuǎn)換；
融合模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波
18等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，歸并完成后得到若 干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
本實(shí)施例中，所述融合模塊如圖13所示，具體可以包括掃描單元、 判斷單元和歸并單元。
所述掃描單元用于按預(yù)定順序掃描所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)， 將掃描的第一個(gè)柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；以及當(dāng)收到繼續(xù) 掃描指示時(shí)，判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃 描下一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；否則指示歸 并完成；
所述判斷單元用于判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相 同的相鄰區(qū)域；如果是則發(fā)送歸并指示給所述歸并單元；否則發(fā)送繼續(xù)掃描 指示給所述掃描單元；
所述歸并單元用于根據(jù)所述歸并指示將所述當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值 相同的相鄰區(qū)域，并保存歸并后得到的矢量面多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；保存后發(fā) 送繼續(xù)掃描指示給所述掃描單元。
本實(shí)施例中，所述掃描單元按照預(yù)定順序掃描可以但不限于是指所述掃 描單元按照從上到下，從左到右的順序掃描。
相應(yīng)的，所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值 相同的相鄰區(qū)域是指
所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前柵格的相鄰區(qū)域是否存在回波值 "僅左右一致"、"僅上下一致"、"左右、左上、上下一致"、"左右、 上下一致，而左上不一致(島)"的情況；即判斷是否存在下列情況
當(dāng)前柵格的回波值僅和左側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵格的回波值^f又和上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前4冊(cè)格的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；
當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
具體包括實(shí)施例一中的5類(lèi)情況。同樣的，實(shí)際應(yīng)用中，所述掃描單元 不限于按照從上到下，自左到右的順序進(jìn)行掃描判斷，如果按照其它順序進(jìn)行掃描，則合并單元進(jìn)行歸并時(shí)可以參照上述情況(1 )到(5)來(lái)相應(yīng)進(jìn)行 歸并。
實(shí)施例三， 一種天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；本實(shí)施例的天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于實(shí)施 例一和二中的雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)融合的技術(shù)方案之上的空間數(shù)據(jù)處理、空 間分析功能、空間統(tǒng)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)；可進(jìn)一步集成天氣監(jiān)測(cè)及預(yù)警功能；基礎(chǔ) 地理信息數(shù)據(jù)及雷達(dá)圖像融合數(shù)據(jù)原則上按地理信息技術(shù)手段及方法顯示 處理，所以空間數(shù)據(jù)組件全權(quán)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分發(fā)等事務(wù)功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 在本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，可采用C/S框架結(jié)構(gòu)。
所述天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括實(shí)施例二中的雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置、 存儲(chǔ)裝置和天氣監(jiān)測(cè)裝置；還可以進(jìn)一步包括天氣預(yù)警裝置。其中，天氣監(jiān) 測(cè)模塊和天氣預(yù)警模塊是在所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置所處理完 的融合數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。
其中，所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置每隔 一預(yù)定時(shí)間進(jìn)行一次融 合，該預(yù)定時(shí)間可以和每次雷達(dá)數(shù)據(jù)刷新的周期一致。
即
所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置中的所述提取模塊每隔一預(yù)定時(shí) 間提取一次雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；相應(yīng)的，轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而融合模塊則會(huì)得 到 一批矢量面多邊形區(qū)域數(shù)據(jù)。
所述存儲(chǔ)裝置每當(dāng)所述融合模塊歸并完成后(比如所述掃描單元指示歸 并完成，也可由其它單元或模塊來(lái)指示)時(shí)，保存所述歸并單元的矢量多邊 形面區(qū)域數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)裝置可以按照時(shí)間的先后順序保存各次得到的矢量 多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
所述天氣監(jiān)測(cè)模塊用于設(shè)定作為監(jiān)測(cè)目標(biāo)的地物，并以點(diǎn)、線(xiàn)、面中的 一或多種表征所述監(jiān)測(cè)目標(biāo)；以及將所述存儲(chǔ)裝置中保存的矢量多邊形面區(qū) 域數(shù)據(jù)與表征監(jiān)測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，纟尋到所述監(jiān)測(cè)目標(biāo)一段 時(shí)間內(nèi)的回波值，從而監(jiān)測(cè)預(yù)定監(jiān)測(cè)目標(biāo)的天氣。
所述天氣預(yù)警模塊保存預(yù)警條件，用于設(shè)定作為預(yù)警目標(biāo)的地物，并以
20點(diǎn)、線(xiàn)、面中的一或多種表征所述預(yù)警目標(biāo)；以及將所述存儲(chǔ)裝置中保存的
矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)與表征監(jiān)測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，得到所 述預(yù)警目標(biāo)的一段時(shí)間內(nèi)的回波值，當(dāng)該回波值大于或等于預(yù)定閾值，或當(dāng) 回波形態(tài)滿(mǎn)足所述預(yù)警條件時(shí)，進(jìn)行預(yù)警。
在本實(shí)施例中，融合后的雷達(dá)等級(jí)回波矢量多邊形面可以與表征地物的 點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，從而可以判斷一定時(shí)間范圍內(nèi)，這些地物目標(biāo)受 高影響天氣的影響情況，比如高速路那些路段降雨量最大，那些容易出澇災(zāi)
的地方的降雨情況怎樣；還有，高壓輸電線(xiàn)上的積雪會(huì)達(dá)到多大，是否超過(guò) 輸電線(xiàn)的承重能力等等。
本實(shí)施例中，在得到矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)后，所述天氣監(jiān)測(cè)模塊和天 氣預(yù)警模塊可以按照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)/預(yù)警。
系統(tǒng)會(huì)多次引用數(shù)據(jù)融合功能， 一般情況下，系統(tǒng)初始化后，即刻自動(dòng) 調(diào)入融合數(shù)據(jù)，融合數(shù)據(jù)可隨圖形操作而放大、縮小、平移。
本實(shí)施例中，所述天氣監(jiān)測(cè)裝置可以針對(duì)一定空間范圍(對(duì)應(yīng)回波單體， 按lKMx iKM的空間尺度度量)的回波值(氣象要素)在一定時(shí)間^:內(nèi)進(jìn)
行累計(jì)，如時(shí)間段內(nèi)平均強(qiáng)度、最大強(qiáng)度、最小強(qiáng)度等；
所述天氣監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)內(nèi)容可以包括以下任一項(xiàng)或任幾項(xiàng)
受災(zāi)害影響強(qiáng)度是否逼近警戒線(xiàn)；給出受影響人口分布情況；目前的強(qiáng) 度是否威脅到監(jiān)測(cè)目標(biāo)(可以按經(jīng)驗(yàn)測(cè)算，以往這種情況下是否已經(jīng)致突， 接近致災(zāi)程度)；是否需要作出預(yù)警信息。
所述天氣監(jiān)測(cè)裝置的可以任意添加、刪除、修改受監(jiān)測(cè)目標(biāo)及相關(guān)信息， 包括圖形、屬性及相關(guān)聯(lián)內(nèi)容；還可以機(jī)助生成突害性天氣監(jiān)測(cè)形式圖，圖 形內(nèi)容包括強(qiáng)度分布(強(qiáng)度等級(jí))、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)目標(biāo)及分布、當(dāng)前強(qiáng)度分布、 部分文字描述信息等。
所述天氣監(jiān)測(cè)裝置可以具體包括點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊、線(xiàn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊、以 及面目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊；還可以進(jìn)一步包括信息回放及外推模塊。
(1)所述點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊用于顯示點(diǎn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的圖文(屬性)信息。如圖14所示的流程圖，所述點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊的功能描述及實(shí)現(xiàn)步驟
所述點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊在"目錄樹(shù)，，(樹(shù)框等形式)中列出所要監(jiān)測(cè)的點(diǎn) 目標(biāo)的類(lèi)別(一級(jí))，本實(shí)施例中所述類(lèi)別可以但不限于包括重點(diǎn)保護(hù)目 標(biāo)、重要場(chǎng)館、重要路口及立交橋(容易發(fā)生內(nèi)澇導(dǎo)致交通堵塞處)、重點(diǎn) 活動(dòng)場(chǎng)所保護(hù)場(chǎng)所("人員比較集中的、大的，，超市、商貿(mào)聚集地點(diǎn)、旅游 景點(diǎn)等)等；實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以根據(jù)需求設(shè)置所述類(lèi)別。
各類(lèi)別下面分別列出該類(lèi)別所包括的點(diǎn)目標(biāo)的名稱(chēng)，比如重要路口及立 交橋這一類(lèi)別下有"紫竹橋"、"為公橋"等。當(dāng)用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)擊"點(diǎn)目標(biāo)名 稱(chēng)"在地圖中定位出該點(diǎn)目標(biāo)，或直接在地圖上點(diǎn)擊該點(diǎn)目標(biāo)時(shí)，所述點(diǎn)目 標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)點(diǎn)目標(biāo)的空間及屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，在屬性表中列出與該點(diǎn)目標(biāo) 有關(guān)的屬性信息、目標(biāo)的監(jiān)測(cè)狀態(tài)及預(yù)警狀態(tài)信息等。通過(guò)"點(diǎn)在面上"空間 查詢(xún)操作，找到點(diǎn)目標(biāo)所在的"柵格"，通過(guò)所在"柵才各"信息查詢(xún)當(dāng)前雷達(dá) 回波值(反射率因子等)、觀測(cè)要素值信息(插值對(duì)應(yīng)結(jié)果)。
(2)所述線(xiàn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊用于顯示線(xiàn)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的的圖文(屬性)信息。
如圖15所示的流程圖，所述線(xiàn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊的功能描述及實(shí)現(xiàn)步驟
本實(shí)施例中所述線(xiàn)目標(biāo)可以但不限于包括城市重要交通線(xiàn)路(環(huán)路、 高速路、交通要道)目標(biāo)；所述線(xiàn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊在"目錄樹(shù)"(樹(shù)框等形式) 中列出所要監(jiān)測(cè)的線(xiàn)目標(biāo)的類(lèi)別(一級(jí))，在該類(lèi)別下面列出每一線(xiàn)路的路 段名稱(chēng)，比如"京石高速路(北京段)"。
當(dāng)用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)擊"路段名稱(chēng)"在地圖中定位出該路段，或直接在地圖上 點(diǎn)擊該路段時(shí)，所述線(xiàn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)目標(biāo)的空間及屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，在屬 性表中列出與該路段有關(guān)的屬性信息(路段起始地點(diǎn)、終止地點(diǎn)、路段長(zhǎng)度)、 目標(biāo)的監(jiān)測(cè)狀態(tài)及預(yù)警狀態(tài)信息等；以及計(jì)算路段目標(biāo)中心點(diǎn)，通過(guò)"點(diǎn)在 面上"空間查詢(xún)操作，找到點(diǎn)目標(biāo)所在的"柵格"，通過(guò)所在"柵格"信息查 詢(xún)?cè)撝行狞c(diǎn)所代表的路段所處柵格的雷達(dá)回波值、觀測(cè)要素值信息(插值對(duì) 應(yīng)結(jié)果)；另外還可以獲得線(xiàn)目標(biāo)空間體對(duì)象，通過(guò)線(xiàn)目標(biāo)空間實(shí)體計(jì)算， 得到線(xiàn)段的長(zhǎng)度等空間信息，并列出。
(3 )所述面目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊用于顯示面目標(biāo)對(duì)應(yīng)的的圖文(屬性)信息。如圖16所示的流程圖，面目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊的功能描述及實(shí)現(xiàn)步驟
所述面目標(biāo)監(jiān)測(cè)模塊在"列表"(列表框等形式)中列出(面)區(qū)域名 稱(chēng)，比如"中關(guān)村高新技術(shù)區(qū)"。當(dāng)用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)擊"區(qū)i或名稱(chēng)"在地圖中定 位出該區(qū)域，或直接在地圖上點(diǎn)擊該區(qū)域時(shí)，所述面目標(biāo)監(jiān)測(cè);漠塊通過(guò)目標(biāo) 的空間及屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，在屬性表中列出與該區(qū)域有關(guān)的屬性信息(區(qū)域的 人口總量、GDP總量、區(qū)域類(lèi)型)、區(qū)域的監(jiān)測(cè)狀態(tài)及預(yù)警狀態(tài)信息等； 通過(guò)面目標(biāo)與"柵格"圖層的OVERLAP分析，列出區(qū)域目前的雷達(dá)回波值 分布情況一一可用圖形顯示效果(加亮并在頂層顯示)加文字信息(最大回 波、最小回波)、觀測(cè)要素值信息(最大、最小、平均等統(tǒng)計(jì)信息)；另外 還可以獲得面目標(biāo)空間體對(duì)象，通過(guò)面目標(biāo)空間實(shí)體計(jì)算，得到線(xiàn)段的面的 面積等空間信息，并列出。
(4)所述信息回放及外推模塊用于進(jìn)行信息回放及外推變化(整個(gè)圖 幅范圍)。
如圖17所示的流程圖，所述信息回放及外推模塊的功能描述及實(shí)現(xiàn)步
驟
所述信息回放及外推模塊主要顯示兩類(lèi)數(shù)據(jù)， 一是實(shí)際觀測(cè)的數(shù)據(jù)，二 是雷達(dá)回波數(shù)據(jù)；將這些由時(shí)空模型算法加工、處理并存儲(chǔ)在時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中， 當(dāng)指定回放及外推時(shí)段的起始時(shí)刻、終止時(shí)刻后，從時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中查出該時(shí) 段5到IO分種間隔排列的時(shí)空數(shù)據(jù)(在當(dāng)前時(shí)刻以前的是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以后 的是外推數(shù)據(jù))，動(dòng)態(tài)地按一定時(shí)間間隔或手動(dòng)操作后顯示在地理信息地圖 上；雷達(dá)回波數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)到"柵格區(qū)域"，通過(guò)回波值的不同，按l到10秒 的顯示間隔使"柵格區(qū)域"前景色發(fā)生動(dòng)態(tài)變化；時(shí)間需要指定某一開(kāi)始時(shí) 刻到結(jié)束時(shí)刻，在本實(shí)施例中，"開(kāi)始時(shí)刻"可為"當(dāng)前時(shí)刻以前或以后時(shí) 刻"，但"以后時(shí)刻不超過(guò)2小時(shí)"(按0到2小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)要求)；實(shí)際應(yīng) 用時(shí)，可以根據(jù)需求設(shè)置。
本實(shí)施例中，所述天氣預(yù)警裝置根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的結(jié)果和強(qiáng)度結(jié)果，判斷 是否達(dá)到一定的預(yù)警等級(jí)，是否應(yīng)該發(fā)出預(yù)警預(yù)報(bào)；如某一天氣過(guò)程被界定為對(duì)城市造成高影響結(jié)果的災(zāi)害天氣過(guò)程，需要
對(duì)5到10分鐘的雷達(dá)觀測(cè)數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù)、處理結(jié)果數(shù)據(jù)等)進(jìn)行記錄，
因此需要建立一套時(shí)空數(shù)據(jù)的管理模型，將雷達(dá)數(shù)據(jù)按時(shí)間序列存入存儲(chǔ)裝 置一一比如數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣所述天氣預(yù)警裝置可在數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行 數(shù)據(jù)查詢(xún)及檢索，即查詢(xún)某一時(shí)刻的雷達(dá)圖，某一時(shí)段到另一時(shí)段的雷達(dá)序 列圖。模型能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的良好管理，便于實(shí)施對(duì)數(shù)據(jù)的提取、處理、結(jié)果 存儲(chǔ)。
所述天氣預(yù)警裝置的預(yù)警包括
(a) 針對(duì)"點(diǎn)目標(biāo)"的預(yù)警；
(b) 針對(duì)"線(xiàn)目標(biāo)"的預(yù)警；
(c) 針對(duì)"區(qū)域目標(biāo)"的預(yù)警；
預(yù)警是監(jiān)測(cè)的后續(xù)動(dòng)作，當(dāng)監(jiān)測(cè)或短時(shí)臨近預(yù)報(bào)程序(以自動(dòng)機(jī)形式運(yùn) 行)識(shí)別到受監(jiān)測(cè)目標(biāo)在當(dāng)前和未來(lái)(0到2小時(shí))的強(qiáng)度達(dá)到或符合預(yù)警 等級(jí)要求后，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并提請(qǐng)相關(guān)人員注意；
所述天氣預(yù)警裝置的預(yù)警目標(biāo)可以與監(jiān)測(cè)目標(biāo)保持一致，監(jiān)測(cè)目標(biāo)的添 加、刪除、修改同樣導(dǎo)致預(yù)警目標(biāo)的添加、刪除及修改；
所述天氣預(yù)警裝置還可以機(jī)助生成災(zāi)害性天氣預(yù)警形式圖(可打印、保 留其它圖片格式等)，內(nèi)容包括0到2小時(shí)以后的強(qiáng)度分布(累計(jì)強(qiáng)度)、 預(yù)警目標(biāo)分布及文字描述等內(nèi)容，可考慮對(duì)形式圖進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幣盘幚怼?br>
所述天氣預(yù)警裝置可以具體包括空間目標(biāo)預(yù)警信息顯示模塊、空間目標(biāo) 預(yù)警信息查詢(xún)及判斷模塊、強(qiáng)天氣過(guò)程移動(dòng)路徑分析及預(yù)警顯示模塊、以及 監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理模塊。
(1 )所述空間目標(biāo)預(yù)警信息顯示模塊用于顯示空間目標(biāo)的可視化的預(yù) 警信息。
如圖18所示的流程圖，所述空間目標(biāo)預(yù)警信息顯示模塊的功能描述及 實(shí)現(xiàn)步驟
所述空間目標(biāo)預(yù)警信息顯示模塊遍歷空間目標(biāo)，根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)(點(diǎn)、線(xiàn)、面)對(duì)應(yīng)雷達(dá)數(shù)據(jù)"柵格區(qū)域"的現(xiàn)有的回波值及O到2小時(shí)的推算結(jié)果， 測(cè)算累加值是否會(huì)達(dá)到預(yù)定的預(yù)警程度，如果是，則計(jì)算預(yù)警等級(jí)并發(fā)出相
應(yīng)等級(jí)的預(yù)警提示信息，以及給出距離警戒程度的時(shí)間、累計(jì)量；否則測(cè)算 下一個(gè)空間目標(biāo)；可隨需要更改預(yù)警標(biāo)志。
(2 )所述空間目標(biāo)預(yù)警信息查詢(xún)及判斷模塊用于查詢(xún)及判斷空間目標(biāo) 預(yù)警信息。
如圖19所示的流程圖，所述空間目標(biāo)預(yù)警信息查詢(xún)及判斷模塊的功能 描述及實(shí)現(xiàn)步驟
以暴雨為例。所述空間目標(biāo)預(yù)警信息查詢(xún)及判斷模塊以N小時(shí)的累計(jì) 降水量作為判斷是否達(dá)到預(yù)警的程度及劃分預(yù)警等級(jí)的指標(biāo)，那么，累計(jì)值
=當(dāng)前N - 2小時(shí)的累計(jì)降水量+2小時(shí)后的累計(jì)降水量，其中2小時(shí)的累計(jì) 降水量是推算的值，包括觀測(cè)值一樣，都需要從時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取，從時(shí)空 數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún) 一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)，其中起始時(shí)刻為距離當(dāng)前時(shí)刻以前(N - 2) 小時(shí)的時(shí)刻，終止時(shí)刻為距離當(dāng)前時(shí)刻以后2小時(shí)的時(shí)刻；最后，根據(jù)計(jì)算 的結(jié)果，依據(jù)氣象災(zāi)害預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)判斷是否需要發(fā)出預(yù)警信息，并劃分預(yù)警等 級(jí)。
(3 )所述強(qiáng)天氣過(guò)程移動(dòng)路徑分析及預(yù)警顯示沖莫塊用于對(duì)強(qiáng)天氣過(guò)程 移動(dòng)路徑進(jìn)行分析(已知的和2小時(shí)推算)及預(yù)警顯示。
如圖20所示的流程圖，所述強(qiáng)天氣過(guò)程移動(dòng)路徑分析及預(yù)警顯示模塊 的功能描述及實(shí)現(xiàn)步驟
所述強(qiáng)天氣過(guò)程移動(dòng)路徑分析及預(yù)警顯示模塊顯示一定時(shí)間段范圍內(nèi) (終止時(shí)間不超過(guò)當(dāng)前時(shí)刻后2小時(shí))，強(qiáng)天氣的軌跡變化過(guò)程(有監(jiān)測(cè)標(biāo) 志)，軌跡圖中每個(gè)拐點(diǎn)選用每個(gè)觀測(cè)時(shí)刻圖(5到10分種一次的雷達(dá)觀 測(cè)回波圖或外推圖)的強(qiáng)回波中心——對(duì)應(yīng)"柵格區(qū)域"中心，以及回波影 響范圍，然后以回波中心為原點(diǎn)，回波影響范圍為半徑繪制圓，將上個(gè)拐點(diǎn) 的回波中心與當(dāng)前的強(qiáng)回波中心連接成線(xiàn)，并配上每個(gè)拐點(diǎn)處的有關(guān)強(qiáng)度 (降水量等)、移動(dòng)到拐點(diǎn)處的時(shí)間(當(dāng)前回波圖觀測(cè)或外推時(shí)刻)等信息， 用一定的顏色表示已經(jīng)移動(dòng)過(guò)的軌跡(點(diǎn)和線(xiàn)，比如用綠色)，將要(預(yù)警) 移動(dòng)到的4九跡(點(diǎn)和線(xiàn)，比如用紅色)。(4 )所述監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理模塊用于管理監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)。
如圖21所示的流程圖，所述監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理模塊的功能描述及實(shí) 現(xiàn)步驟
所述監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理模塊可用于增加新的監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)，包括 點(diǎn)、線(xiàn)、面空間實(shí)體，實(shí)體目標(biāo)已經(jīng)存在相關(guān)圖層中，增加新的監(jiān)測(cè)(及預(yù) 警)目標(biāo)，更改前段界面及顯示，必須增加相應(yīng)的補(bǔ)充信息，需要將屬性數(shù) 據(jù)表中的監(jiān)測(cè)預(yù)警標(biāo)志設(shè)置為1 (接受監(jiān)測(cè)預(yù)警)；當(dāng)目標(biāo)的回波值超過(guò)一 定的閾值，即出現(xiàn)強(qiáng)回波就表明有大的天氣系統(tǒng)出現(xiàn)，另外還可從回波的形 態(tài)來(lái)判別，比如弓形回波。
所述監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理模塊還可用于修改監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)相關(guān)內(nèi)容 修改屬性數(shù)據(jù)表中的屬性信息、移動(dòng)目標(biāo)的空間位置；
所述監(jiān)測(cè)及預(yù)警目標(biāo)管理模塊還可用于刪除監(jiān)測(cè)(及預(yù)警)目標(biāo)，更改 前段界面及顯示，將某一目標(biāo)刪除，需要將屬性數(shù)據(jù)表中的監(jiān)測(cè)預(yù)警標(biāo)志設(shè) 置為0(不接受監(jiān)測(cè)預(yù)警)，以后該目標(biāo)的監(jiān)測(cè)預(yù)警標(biāo)志還可恢復(fù)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的 形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
2權(quán)利要求
1、一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法，包括A、提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn)及投影轉(zhuǎn)換；B、對(duì)所述步驟A得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域，得到若干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括Bl、按預(yù)定順序掃描所述步驟A得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，將掃描的第一 個(gè)柵才各作為當(dāng)前柵格；B2、判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的相鄰區(qū)域； 如果是則將該當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值相同的相鄰區(qū)域，保存歸并后得到的 矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，進(jìn)行步驟B3;否則直接進(jìn)行步驟B3;B3、判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃描下 一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格，返回步驟B2;否則結(jié)束。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述預(yù)定順序?yàn)閺纳系较?，從左到右；所述步驟B2里，判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同 的相鄰區(qū)域是指判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前柵格的相鄰區(qū)域是否存在以下情況當(dāng)前柵格的回波值僅和左側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前斥冊(cè)才各的回波值l義和上側(cè)相鄰區(qū)i或相同；當(dāng)前4冊(cè)才各的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
4、 一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置，其特征在于，包括 提取模塊，用于提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn)及投影轉(zhuǎn)換；融合模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波 等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，歸并完成后得到若 干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述融合模塊具體包括 掃描單元、判斷單元和歸并單元；所述掃描單元用于按預(yù)定順序掃描所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)， 將掃描的第一個(gè)柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；以及當(dāng)收到繼續(xù) 掃描指示時(shí)，判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃 描下一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；否則指示歸 并完成；所述判斷單元用于判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相 同的相鄰區(qū)域；如果是則發(fā)送歸并指示；否則發(fā)送繼續(xù)掃描指示給所述掃描 單元；所述歸并單元用于根據(jù)所述歸并指示將所述當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值 相同的相鄰區(qū)域，并保存歸并后得到的矢量面多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；保存后發(fā) 送繼續(xù)掃描指示給所述掃描單元。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述掃描單元按照預(yù)定順序掃描可以但不限于是指所述掃描單元按照 從上到下，從左到右的順序掃描；所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的 相鄰區(qū)域是指所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前才冊(cè)^^各的相鄰區(qū)域是否存在以下情況當(dāng)前柵才各的回波值^f義和左側(cè)相鄰區(qū)域相同； 當(dāng)前柵4各的回波值僅和上側(cè)相鄰區(qū)域相同； 當(dāng)前柵4各的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
7、 一種天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置、存儲(chǔ)裝置和天氣監(jiān)測(cè)裝置；所述雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合裝置包括提取模塊，用于每隔一預(yù)定時(shí)間提取一次提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn) 及投影轉(zhuǎn)換；融合模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波 等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，歸并完成后得到若 干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)裝置用于每當(dāng)所述融合模塊歸并完成時(shí)，按照時(shí)間的先后順序 保存所述融合模塊得到的矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；所述天氣監(jiān)測(cè)模塊用于設(shè)定作為監(jiān)測(cè)目標(biāo)的地物，并以點(diǎn)、線(xiàn)、面中的 一或多種表征所述監(jiān)測(cè)目標(biāo)；以及將所述存儲(chǔ)裝置中保存的矢量多邊形面區(qū) 域數(shù)據(jù)與表征監(jiān)測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，得到所述監(jiān)測(cè)目標(biāo)一段 時(shí)間內(nèi)的回波值，從而監(jiān)測(cè)預(yù)定監(jiān)測(cè)目標(biāo)的天氣。
8、 如權(quán)利要求7所述的天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括天氣預(yù)警模塊，保存預(yù)警條件，用于設(shè)定作為預(yù)警目標(biāo)的地物，并以點(diǎn)、 線(xiàn)、面中的一或多種表征所述預(yù)警目標(biāo)；以及將所述存儲(chǔ)裝置中保存的矢量 多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)與表征監(jiān)測(cè)目標(biāo)的點(diǎn)、線(xiàn)、面進(jìn)行空間疊加，得到所述預(yù) 警目標(biāo)的一段時(shí)間內(nèi)的回波值，當(dāng)該回波值大于或等于預(yù)定閾值，或當(dāng)回波 形態(tài)滿(mǎn)足所述預(yù)警條件時(shí)，進(jìn)行預(yù)警。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述融合模 塊具體包括掃描單元、判斷單元和歸并單元；所述掃描單元用于按預(yù)定順序掃描所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)，將掃描的第一個(gè)柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；以及當(dāng)收到繼續(xù) 掃描指示時(shí)，判斷是否還存在未掃描的柵格，如果是則按照所述預(yù)定順序掃 描下一個(gè)柵格，將該柵格作為當(dāng)前柵格并發(fā)送給所述判斷單元；否則指示歸 并完成；所述判斷單元用于判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相 同的相鄰區(qū)域；如果是則發(fā)送歸并指示；否則發(fā)送繼續(xù)掃描指示給所述掃描 單元；所述歸并單元用于根據(jù)所述歸并指示將所述當(dāng)前柵格歸并進(jìn)該回波值 相同的相鄰區(qū)域，并保存歸并后得到的矢量面多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)；保存后發(fā) 送繼續(xù)掃描指示給所述掃描單元。
10、如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述掃描單元按照預(yù)定順序掃描可以但不限于是指所述掃描單元按照 從上到下，從左到右的順序掃描；所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格周邊是否存在與該當(dāng)前柵格回波值相同的 相鄰區(qū)域是指所述判斷單元判斷當(dāng)前柵格和該當(dāng)前柵格的相鄰區(qū)域是否存在以下情況當(dāng)前沖冊(cè)格的回波值l義和左側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前4冊(cè)格的回波值4又和上側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)、左上側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同；當(dāng)前柵格的回波值和左側(cè)及上側(cè)相鄰區(qū)域相同，和左上相鄰區(qū)域不同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雷達(dá)與地理信息數(shù)據(jù)的融合方法、裝置，及天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；所述裝置包括提取模塊，用于提取雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行基于GIS底圖的空間坐標(biāo)配準(zhǔn)及投影轉(zhuǎn)換；融合模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)換模塊得到的雷達(dá)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將回波等級(jí)相同的相鄰柵格歸并為一個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)，歸并完成后得到若干個(gè)矢量多邊形面區(qū)域數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠提高融合數(shù)據(jù)的生成、顯示及分析速度。
文檔編號(hào)G01S17/00GK101625414SQ200910091159
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者扈海波 申請(qǐng)人:中國(guó)氣象局北京城市氣象研究所