关于TITAN软件雷暴识别追踪算法的介绍
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tscan轨迹推断算法一、引言随着移动设备和无线通信技术的迅猛发展,轨迹推断成为了研究的热点之一。
tscan轨迹推断算法作为一种新兴的方法,具有较高的准确性和实用性,成为了学术界和工业界的关注焦点。
本文将详细介绍tscan轨迹推断算法的原理、应用和优势。
二、tscan轨迹推断算法的原理tscan轨迹推断算法以时间为基准,通过对目标移动轨迹历史数据的分析和处理,预测目标未来的移动轨迹。
其原理主要包括以下几个步骤:1. 数据采集:通过移动设备或传感器等手段,收集目标的移动轨迹数据,包括时间、位置等信息。
2. 数据预处理:对采集到的原始数据进行清洗和筛选,去除异常值和噪声干扰,以提高数据的准确性和可靠性。
3. 轨迹分析:根据历史数据,通过对轨迹的分析和建模,提取目标移动的规律和特征。
可以使用统计学方法、机器学习算法等进行分析。
4. 轨迹推断:基于历史轨迹数据和分析结果,使用tscan算法进行轨迹推断。
tscan算法通过对时间序列数据的扫描,识别目标的移动模式和趋势,从而预测未来的移动轨迹。
5. 结果评估:对推断结果进行评估和验证,与真实轨迹进行对比,计算误差和准确率,以评估算法的性能和可靠性。
三、tscan轨迹推断算法的应用tscan轨迹推断算法在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景:1. 交通预测:通过对车辆的移动轨迹进行分析和推断,可以预测交通拥堵情况,优化交通调度和路径规划。
2. 犯罪预测:通过对犯罪事件的时间和地点进行分析和推断,可以预测犯罪发生的概率和可能的地点,提高犯罪预防和打击的效果。
3. 商业决策:通过对顾客的移动轨迹进行分析和推断,可以了解顾客的消费行为和偏好,帮助企业进行精准营销和产品推广。
4. 环境监测:通过对环境参数的时间序列数据进行分析和推断,可以预测自然灾害的发生和变化趋势,提前采取措施进行防范和救助。
四、tscan轨迹推断算法的优势相比其他轨迹推断算法,tscan算法具有以下优势:1. 高准确性:tscan算法通过对时间序列数据的扫描和分析,能够更准确地预测目标的移动轨迹,提高推断结果的准确性。
mmtracking介绍mmtracking是一个基于PyTorch的目标跟踪工具包,提供了一系列强大的目标跟踪算法和模型。
本文将介绍mmtracking的基本概念、功能和使用方法。
一、mmtracking简介mmtracking是一个开源的目标跟踪工具包,主要用于视频目标跟踪。
它基于PyTorch框架,集成了多种目标跟踪算法和模型。
用户可以通过简单的配置文件来选择不同的算法和模型,实现各种不同的目标跟踪任务。
二、mmtracking的特点和功能1. 多种跟踪算法:mmtracking提供了多种经典的目标跟踪算法,包括SiamRPN、SiamMask、ATOM等。
用户可以根据自己的需求选择合适的算法来进行目标跟踪。
2. 多种模型支持:mmtracking支持多种目标检测模型作为跟踪器的基础模型,包括Faster R-CNN、YOLO、EfficientDet等。
用户可以根据自己的需求选择不同的模型来进行跟踪。
3. 灵活的配置文件:mmtracking使用配置文件来管理算法和模型的设置,用户只需修改配置文件中的参数即可完成不同的跟踪任务。
配置文件采用了易于阅读和修改的YAML格式,使得配置过程更加简单和直观。
4. 高效的训练和推理:mmtracking提供了高效的训练和推理接口,可以在多个GPU上进行并行训练和推理,大大加快了模型的训练和推理速度。
5. 完善的评估工具:mmtracking提供了一系列评估工具,可以对跟踪结果进行准确性评估和可视化分析,帮助用户更好地了解算法的性能和改进空间。
三、mmtracking的使用方法1. 安装依赖:首先需要安装Python和PyTorch环境,并安装mmtracking的依赖库。
2. 下载源码:可以从mmtracking的官方GitHub仓库中下载源码。
3. 配置环境:在下载源码后,需要根据自己的环境配置相关路径和参数,修改配置文件中的参数。
4. 数据准备:准备目标跟踪的数据集,包括视频序列和标注文件。
风暴的多普勒雷达自动识别Ξ胡 胜1,2 顾松山1 庄旭东2 罗 慧31南京信息工程大学,南京,2100442广州中心气象台,广州,5100803陕西省气象局,西安,710015摘 要 3种基于雷达的风暴自动识别方法:(1)美国WSR288D Build7.0风暴算法,它利用多个预设阈值来检验回波的强度和连续性,以构造具有三维连续结构的风暴,该方法在风暴合并、分裂以及多个单体相距较近时误差较大。
(2)为美国WSR288D Biuld9.0风暴算法(B9SI),它用7个反射率因子识别阈值替代此前唯一的一个反射率因子阈值,增加了特征核抽取和相近单体处理技术,并保留远距离上的强的2D分量。
该方法在面对成串或成簇多单体时,能够识别出多个单体核,并准确定位。
B9SI没有考虑反射率因子纹理结构和空间梯度的变化,也没有利用径向速度资料,因此无法描述风暴对流的发展状况。
(3)CSI方法,它在降低B9SI反射率因子识别阈值的基础上,利用模糊逻辑技术对B9SI输出结果和雷达基资料做进一步的处理,以计算描述风暴对流发展强弱的对流指数。
CSI首先提取一组最能描述风暴对流性特征的物理量,包括反射率因子纹理结构、反射率因子空间变化率、垂直积分含水,并分配权重;其次,利用每一个物理量的统计结果,结合其物理意义,设计出相应的隶属函数,以计算风暴与该物理量描述的对流性特征相匹配的概率;最后对多个概率值进行加权平均即得对流指数。
此外,计算了2004年8月11日发生在广州的超级单体演变过程中的对流指数,分析表明:对流指数两次加大对应了超级单体的合并增长和辐合增长过程;风暴最强盛时对流指数为0.744;随后对流指数减小,雷达观测到的最大反射率因子对应高度明显降低,地面上开始出现大范围的强降水。
关键词:风暴识别,核抽取,模糊逻辑技术,对流指数。
1 引 言20世纪70年代以来,国内外雷达气象学者在用雷达探测强对流天气领域做了大量的工作,他们深入地分析了风暴发生、发展、成熟和消亡的物理机制,提出了一些风暴的识别方法:Rinehart[1]应用模式来识别风暴单体;Rinehent等[2]利用相关技术分析法对整幅回波图像做处理;刘黎平[3]以面积较大的回波块为研究对象,在等高面中计算云体的中心、面积、强度等,称其为二维矩心识别法;此外还有矩不变量法、边界层探测法、模糊聚类法等。
一种基于人工智能算法的强对流天气短时临近识别方法1. 数据收集:收集气象观测数据,例如雷达回波数据、卫星云图数据、气象站观测数据等。
2. 特征提取:对采集的数据进行特征提取,以获取有助于强对流天气识别的关键信息。
可以提取雷达回波的反射率、雷暴云的亮温、风速等特征。
3. 数据预处理:对特征数据进行预处理,包括数据的归一化、去噪、平滑等操作,以提高算法的鲁棒性和稳定性。
4. 模型选择:选择适合该任务的人工智能算法模型,例如卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)等。
这些模型在处理大规模数据和时间序列数据方面有很好的性能。
5. 模型训练:使用标注好的样本数据对选择的模型进行训练。
训练样本应该包含不同类型的强对流天气情况,例如雷暴雨、龙卷风等。
6. 模型验证:将验证数据集输入已训练好的模型,评估模型的性能指标,例如准确率、召回率、精确度等,以确保模型能够准确地识别强对流天气。
7. 实时识别:将实时采集的气象数据输入到训练好的模型中,进行实时的强对流天气短时临近识别。
模型能够实时判断当前天气是否存在强对流天气,并给出预测结果。
8. 策略制定:基于强对流天气的识别结果,制定相应的应对策略,比如人员疏散、交通管制、紧急通知等。
9. 模型优化:根据实际应用中的反馈信息,对模型进行优化和改进,以提高其性能和鲁棒性。
10. 建立实时预警系统:将强对流天气短时临近识别方法与实时气象观测数据相结合,建立一个实时的强对流天气预警系统。
该系统能够在天气突变前及时发出预警,提高对强对流天气的应对能力。
11. 存储和分析:对实时预警数据进行存储和分析,以便于后续的数据分析和天气趋势分析。
12. 可视化展示:将预警数据以图表、地图等形式进行可视化展示,方便用户了解当前的强对流天气情况和预警信息。
13. 自动化决策支持:预警系统还可以与自动化决策支持系统进行联动,提供决策支持和智能化的调度方案。
14. 人机交互界面:为用户提供友好的人机交互界面,方便用户查看和操作预警系统,包括实时数据查询、预警消息订阅、预警解析等功能。
TitanImage V8.0Titan Image V8.0是北京东方泰坦科技股份有限公司自主知识产权的专业遥感图像处理系统,是国家“863商用遥感数据处理重点项目”研制成果,集卫星遥感影像处理、高空间分辨率数据处理、雷达数据处理、高光谱数据处理、三维可视化展示、流程化定制、多种GIS 功能于一体,面向测绘、国土、林业、数字城市、海洋、农业、环保等行业提供涵盖图像处理、信息识别与提取提取、信息分析、制图输出、三维展示等完整流程的遥感空间信息工程解决方案。
产品特点:强大的数据支持能力;支持上百种数据格式,支持网络数据、数据库数据等多源数据访问与管理;具备开放、灵活的底层架构,提供强大的对新增数据源支持能力;丰富高效的遥感图像处理功能;支持国内外主流遥感影像的高精度处理功能;提供上百种核心遥感影像处理工具供用户选择;集成高空间分辨率、高光谱、雷达数据处理功能,满足用户多种需求;基于国内用户使用习惯的深入调研和理解,提供贴合用户操作习惯的使用流程,界面友好,操作方便,易学易用;支持多任务处理功能,允许用户同时执行多个处理操作;实用的GIS功能;丰富的专题图制作工具,美观、快速的制图输出,开放的符号体系,提供符号编辑和定制能力,可用于制作行业专业符号,强大的矢量编辑、图元标注功能;集成三维可视化环境,支持海量影像、地形、矢量和三维模型快速显示;强大的二次开发包,提供多达上百种的C++图像处理算法库和灵活多样的算法扩展实现模式,支持VC++开发环境,提供细颗粒度开发组件,支持.NET、C++开发环境;紧密的更新升级机制,紧密跟踪国产遥感卫星发射计划,快速实现对新增传感器的支持,密切跟踪国家相关标准规范修订,确保软件系统的同步更新,关注用户体验,针对用户反馈及时更新。
Titan Image V8.0新特性新增高空间分辨率数据处理模块:针对国土、环保、林业等行业的应急保障需求,提供高空间分辨率数据(无人机数据)的快速定向、自动匹配、空三处理、正射校正以及镶嵌功能,操作简便、高效快捷、通用性强;新增基于卫星遥感影像立体像对的DEM提取功能:能处理P5、TH等多种传感器的立体像对,支持DEM快速生产;新增影像自动接边功能:针对影像镶嵌时重叠区域出现错位的问题,提供自动接边处理功能,有效纠正范围可达50个像素,为用户提供高质量的镶嵌结果;全新的高光谱数据处理模块:从实际工程应用出发,增加多种独创的高光谱处理函数,极大丰富了原有的算法库,能处理主流高光谱卫星遥感数据及实验室光谱仪数据,为高光谱数据用户提供更加专业、实用的高光谱数据处理方法;全新组织的影像工具箱:对影像工具箱的功能进行了重组,新增遥感影像立体像对DEM 提取功能,并集成了原几何配准、影像镶嵌模块,提高了影像工具箱的影像处理能力;改进面向对象分类功能:改进图像分割算法的运行效率,能更好的支持大数据量的分割,提高面向对象分类的实用性;改进影像镶嵌功能:对自动镶嵌线生成算法进行了重新设计,提高了镶嵌效率。
ADS-B设备的防雷技术分析发布时间:2023-02-02T01:25:47.948Z 来源:《中国科技信息》2022年9月第18期作者:钟涛[导读] 广东地区的雷雨季节频繁,雷暴对设备的隐患突出钟涛中国民用航空湛江空中交通管理站广东湛江 524000摘要:广东地区的雷雨季节频繁,雷暴对设备的隐患突出,ADS-B设备天线长期裸露在高空,最优的防雷技术方案有助于提升设备运行的稳定性。
本文介绍四川九洲公司生产的ADS-B地面站天线放大器出现较为常见的信号失效或者衰弱的问题,全向和定向天线放大器均有发现,通过对放大器内部元器件、地面站系统的防雷架构等深入分析,总结出一套普遍适用且有效的防雷措施。
关键词:ADS-B;防雷;分析讨论广播式自动相关监视(ADS-B)是国际民航组织确定的未来主要监视技术,以机载导航设备及其他机载设备产生的信息为数据源,以地空/空空数据链为通信手段,通过对外自动广播自身的状态参数,实现地面对载机的实时监视;同时接收其他飞机的广播信息,实现本机对周边空域交通态势的感知。
ADS-B提供了更加安全、高效的空中交通监视手段,能有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力,扩大监视覆盖范围,提高空中交通安全水平、空域容量与运行效率。
ADS-B地面站系统完成对航路、终端区或机场的空域监视,通过民航数据网向各级数据站、数据中心、管制中心、本地/远程监控维护终端或其他用户终端上报目标报告、设备状态和服务报告等;监控维护终端完成所有站点设备集中监视,实时获取并以网络及地图拓扑形式显示全网内站点状态,可在规定权限内对任意站点进行远程状态控制,而且能够进行录取、存储、回放及分析不同格式的数据。
当前,ADS-B设备作为一种新型监视手段已经广泛应用在民航领域中,成为不可或缺的监视手段,但我们在防雷保障措施仍有一些不足之处,本文通过分析整个信号流程来探讨防雷原理以及提出防雷措施。
一、ADS-B设备因雷击发生故障的现象在近期的数据显示,在南方地区的ADS-B地面站天线放大器出现较多失效的情况,最明显为某一通道的目标数量明显减少,甚至是全无输出,但是相邻通道的目标数量保持正常水平。
2010年11月28日,“维基揭秘”网站发布了25万余份美国国务院机密文件,将诸多美国外交内幕和盘托出,爆出了美国历史上也是世界历史上最大规模的泄密事件。
与此同时,在中国国内的互联网上也集中爆发了一连串的网络个人信息泄露事件,如2011年12月CSDN数据库保存的约600万条注册用户信息泄露事件、京东商城等购物网站部分注册账号泄露事件、广东省出入境政务服务网约400万用户真实身份信息泄露事件、天涯网站注册账号信息泄露事件等等。
“维基揭秘”泄密事件以及国内的个人信息泄露事件,向各国政府部门以及企业提出了严峻的安全挑战。
针对日益严重的数据泄露事件,美国国防预先研究计划局(DARPA)启动了多尺度异常检测项目,在此之下,Allure安全技术公司和哥伦比亚大学提出了“雾计算”网络积极防御概念,用以识别那些正在泄露机密信息的人员或者潜在的恶意内部人员。
该计划重点关注涉密网络的内部攻击者,并向其提供自动生成的虚假情报、诱饵信息,引诱他们访问并擅自发布,然后跟踪其访问和传播范围,借以收集相关信息。
什么是雾计算首先让我们通过一个例子来认识一下什么是雾计算。
2011年3月,格鲁吉亚国家计算机应急响应中心检测到一种新型的网络攻击软件,该软件以窃取格鲁吉亚和美国政府机密文档与政府情报信息为目标,可将收集到的情报信息上传到命令与控制服务器。
为了调查和追踪这个恶意软件和控制服务器,格鲁吉亚信息安全专家巧妙利用信息诱骗技术(包含病毒的伪造涉密ZIP文档),成功追踪到来自于俄罗斯官方安全机构的黑客并拍下照片。
雾计算主要是针对内部威胁和数据泄露而提出的一种新的计算范型,其核心概念是用假信息做诱饵,“钓”出真窃密的“鼹鼠”,是网络积极防御和纵深防御思想的具体应用。
该技术通过自动生成和分发高可信的诱捕信息,让窃取信息者无法区分真正的机密信息与诱捕信息,并能够检测和追踪诱捕信息的访问以及企图滥用行为,以求在泄密事件发生前化解内部威胁。
雷达成像算法的研究与应用雷达成像是一种基于雷达反射信号进行成像的技术,可以用于目标检测、目标识别、目标跟踪等领域。
雷达成像算法是指对雷达反射信号进行处理、分析和综合,从而得到图像信息的方法和技术。
近年来,随着雷达技术的不断发展和应用领域的不断扩大,雷达成像算法的研究和应用也越来越重要。
一、雷达成像算法概述雷达成像算法可以分为两类:合成孔径雷达(SAR)成像和相控阵雷达(Phased Array Radar,PAR)成像。
其中,SAR成像是指利用合成孔径技术对距离向分辨率进行综合,并通过合成调制方法提高成像的虚拟光圈长度,从而实现高分辨率成像的技术。
而PAR成像则是通过相控阵指向并综合多个天线的输出信号,实现对目标的高速成像和跟踪的技术。
在SAR成像中,最常用的成像算法是基于飞行器或卫星运动的正向逆向重建算法,该算法可以实现高分辨率并且具有良好的抗噪性能。
而在PAR成像中,则常采用逆合成波束算法,该算法不仅能够实现目标成像,还可以提供目标跟踪的性能。
二、雷达成像应用领域雷达成像技术的应用领域非常广泛,主要包括军事、民用、海洋、科研等领域。
1. 军事领域在军事应用中,雷达成像技术常用于舰船、飞机、导弹等目标的探测、跟踪和定位。
此外,雷达成像技术还可以用于抗干扰和隐身性能的提高,保证军队对目标进行有效侦察和打击。
2. 民用领域在民用领域中,雷达成像技术可用于气象预报、地质勘探、城市规划、交通安全等领域。
例如,在气象预报中可以使用雷达成像技术进行降雨量预测和天气风险评估;在地质勘探中可以使用雷达成像技术进行地质储层的勘探和资源开发。
3. 海洋领域在海洋领域中,雷达成像技术可用于海洋水流、潮汐、浪高、风速等海洋环境监测和海上船只的智能导航与安全管理。
同时,雷达成像技术也可以为海洋研究提供重要的数据来源,例如海上物理实验、海上生物学研究等领域。
4. 科研领域在科研领域中,雷达成像技术可以用于遥感、地形信息获取、智能交通等领域。
关于TITAN软件雷暴识别追踪算法的介绍
摘要:TITAN的全名为Thunderstorm Identification,Tracking,Analysis and Nowcasting,是一个关于雷暴识别追踪的系统,主要运用的资料是雷达资料,也可以利用卫星以及闪电资料。
本文的目的是对这个从1985年发展至今的气象资料处理系统做一个简单的介绍,主要介绍该系统识别以及追踪雷暴单体的算法。
关键字:TITAN 风暴追踪风暴识别
I.引言:
最近,北京为了更好地为奥运服务,从美国引进了TITAN系统。
TITAN最初设计的初衷是一种识别和追踪风暴的算法,但是随着软件的发展,该系统渐渐地发展成为两个方向:1.对算法进行优化以及扩展,以满足预报分析天气系统的要求;2.TITAN向系统方向发展,已经从原来的一个简单的算法演变成了数据处理的系统。
现在TITAN已经发展成为一整套的相关的软件,处理的数据也扩展到大部分的雷达资料,卫星资料,闪电感应器,以及地面观测的资料和数字天气模式。
这个软件的显示部分是由CIDD扩展的,并且经过Frank Hag 的发展,是基于JA V A的显示界面。
一开始的TITAN是由FORTRAN语言编写,后来在2,3,4版的时候移植到了C平台上,在第5版的时候又被移植到了C++的平台上,现在这个系统几乎只能用在LUNIX系统上,并且在改版的过程中,基于优化理论,新的风暴追踪算法代替了原来的算法,第5版的TITAN系统甚至包括的对长期风暴天气的分析。
以上对TITAN系统的历史以及发展做了一个简要的介绍,下面的文章里将重点介绍这个系统的两个算法:雷暴单体识别算法以及雷暴单体追踪算法。
II.雷暴单体识别算法
TITAN是利用3-D或者2-D的直角坐标系里的雷达一次体扫描数据进行风暴识别的。
因为雷达体扫描的数据是极坐标的数据,所以在识别风暴之前,要把极坐标的数据转化为直角坐标的数据,这些直角坐标的数据可以看作是把风暴切成水平的一片一片的,即CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator),把整个体扫描数据进行等高度差的水平分层。
a.单阈值风暴识别系统
单阈值风暴识别系统也是我们现在最经常用的一种风暴识别思路,我们一般定义一个阈值,比如30dbz代表小雨,40dbz代表中雨,50dbz代表大雨,56dbz以上基本上判断为冰雹。
下图是在4KM的CAPPI图像(来自TITAN官方网站)。
在这个图里面,在雷达站的南部有一条飑线,即一个雷暴群,在雷达站的东北方也有一个雷暴群。
用单阈值识别雷达单体方法如下:
1.在东西方向的数据网格中找到超过某一阈值的区域,识别出两个相邻区域连接重合
的地方。
2.在南北以及不同高度上识别出相邻区域的连接重合的地方。
以上的算法即雷暴单体的三维分析,但是这个分析有一个缺陷,因为在进行回波强度判断的时候都规定一个最低高度和最高高度,所以如果一个雷暴的体积超过了那个界限,那么这个雷暴单体将会被忽略掉。
b.双阈值风暴识别系统
单阈值的另外一个问题就是两个不同单体之间的重合区可能很窄,几乎互相粘着,而这种情况物理上是不存在的。
为了解决这个问题,我们要设定第二个阈值,在单阈值中文名设定35dbz作为主要的阈值,那么第二个阈值我们设置为45dbz。
下面的图就是利用双阈值的算法勾画出了雷暴单体,一个风暴被分成了几个部分。
算法的具体过程:
1.提取出各个高度上的最大回波,并且这些回波大于35dbz,在PPI图上显示出来,
如下图:
2.找出那些回波强度大于45dbz的数据格点。
如下图
3.把一些孤立的点去掉,留下我们觉得有意义的那些区域的数据格点,如下图:
4.然后让这些区域慢慢增大,重新回到35dbz的阈值,当这些分开的区域的边界重合
时,停止增长,这样就得到了每个单独的雷暴单体。
如下图:
在用双阈值的算法中,主要是从雷达体扫描的数据中找到各个雷暴单体的中心,即回波最强的地方,然后在第二个阈值的基础上,慢慢地减小显示的阈值,直到显示区域的边界接触,这个原理依据雷暴单体从中心到边界回波强度逐渐变小的特点。
在缺点了2-D的雷暴单体边界后,TITAN从新找回3-D上的数据,并且把它们定位到相应的雷暴上面。
c.雷暴单体的空间表现法
在TITAN网站上介绍了两种表现风暴的方法:椭圆法和多边形法。
1.椭圆法:
2.多边形法:
多边形法对于椭圆法对于飑线表现不好的缺点有了很好的改进,可以对一些比较复杂的回波形状进行表现,可是不能表现弓状回波。
III.雷暴单体追踪算法
a.运动路径判断
雷暴单体路径追踪算法可以对雷暴单体的发生过程,移动路径进行跟踪,这样对于风暴
灾害性天气的预报起到了积极的作用。
可以比较精确的预报出风暴的移动路径,以后可能发展方向。
运动路径的判别主要是基于连续两次雷达体扫描的数据进行判断,决定单体运动方向的因素有:时间采样率,风暴的空间分辨率,风暴的运动速度,以及对运动方向的预报精确度。
一般来讲,风暴的运动速度在5-100KM/H,而现代雷达的扫描的时间一般是3-6分钟一次。
所以,对于运动比较快的风暴(100KM/H),当雷达进行一次体扫描的时候,可以运动5-10KM。
而风暴的直径一般在2到20KM。
如果有两个雷暴单体,他们的间距小于他们的直径(虽然这样的情况很少,但也不是不可能),如果一个雷暴单体在两次体扫描的时间中运动距离超过了它们互相之间的间隔,就很容易引起运动判断的模糊。
当然,雷暴单体之间的距离一般来讲不会靠的很近。
另外,当一个雷暴单体经过一个地区的时候,会带走一些暖湿气体并且会有下沉冷空气。
所以,如果该地区还会产生新的雷暴单体的话,那也需要一段时间,至少需要足够的时间加热以及有湿空气的平流以创造对流天气产生的条件。
所以,我们不用担心当一个雷暴单体经过一个区域的时候,会在它的后面马上产生一个新的雷暴单体,以影响我们的判断。
对于雷暴单体的运动方向的判断。
根据雷暴单体形成的原理,雷暴单体运动方向的改变主要取决于新的雷暴切向方向的发展以及周围环境的风(多普勒雷达可以判断出径向风)。
在进行算法前,先做如下假设:
1.正确的发展倾向包括短路径而不包括长路径;
2.正确的发展倾向考虑到风暴的特性(尺寸,形状等);
3.对于期望中的风暴移动速度在时间差里给出一个最大值。
在TITAN中,最优化利用了匈牙利算法。
b.关于合并和分裂的解决方法
合并:几个雷暴单体合成一个雷暴单体的过程;
分裂:一个大的雷暴单体分裂成几个小的雷暴单体的过程,这样的情况一般不多见。
对于合并问题的路径追踪方法:
1.根据t1时刻的风暴以及当前的风暴的发展情况确定下一个时刻的雷暴单体的质心的
位置(需要一个比较好的算法)。
2.如果t2时刻的雷暴单体的体积覆盖了我们预测的几个质心,那么认为t1时刻的几个
雷暴单体合并了,对路径进行合并;
如下图:
对于分裂问题的路径追踪方法:
1.根据t1时刻对雷暴单体的路径进行追踪,并且预测出t2时刻这个单体的大小,形状。
2.如果t2时刻在预测的投影里面出现了几个独立的雷暴单体,那么认为雷暴单体分裂
成几个了,对路径进行分叉。
如下图:
IV.总结
本文的内容基本上来自/projects/titan/home/index.php,对该网站的内容作了简单的翻译以及概括。
在该网站中,主要介绍了TITAN进行风暴识别以及追踪的原理,更复杂的算法的实现以及源代码没有给出(也不可能给出),这只不过是TITAN功能的一部分,在上文中已经提过,TITAN从开始发展到现在已经有20多年,可以处理大部分的遥感资料,由于TITAN只能运行在LINUX系统上面,在windows系统上还不能运行,所以由于我的系统是windows的,下载下来了安装文件(在网站上可以申请到非商业用途的序列号)也不能安装,所以也没用更深入一步的研究。
参考文献:
1. /projects/titan/home/index.php
2.《中尺度气象学》寿绍文主编寿绍文励申申姚秀萍编著气象出版社。