(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211115377.2 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 中国气象局气象探测中心 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 46号中国气象局北区32号楼101室 (72)发明人 朱永超　丁明明　吴东丽　杨大生　 刘聪　张全军　侯飙　石耀辉　 张静　令聪婧　 (74)专利代理 机构 北京一枝笔知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11791 专利代理师 张庆瑞 (51)Int.Cl. G01S 7/41(2006.01) G01S 13/88(2006.01) G01S 13/95(2006.01)G06F 17/15(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种利用天气雷达识别生物回波的方法及 系统 (57)摘要 本发明提供了一种利用天气雷达识别生物 回波的方法及系统， 方法包括： 对预设的雷达物 理量数据分别进行预处理， 得到预处理后的雷达 变量； 所述雷达变量包括反射率因子、 差分相位、 相关系数、 差分反射率、 反射率因子纹理和差分 相位纹理； 基于模糊逻辑算法和雷达回波的种类 构建隶属函数和权重分配函数； 根据所述隶属函 数、 所述权重分配函数和所述雷达变量构造雷达 回波变量分类运算矩阵； 基于聚合值算法， 根据 所述雷达回波变量分类运算矩阵进行回波分类， 以实现对生物回波的识别。 本发 明将模糊逻辑算 法应用于双偏 振多普勒天气雷达， 实现了从多普 勒天气雷达回波中提取生物回波的目的， 并 能够 对生物回波 进行区分。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115453486 A 2022.12.09 CN 115453486 A 1.一种利用天气雷达识别生物回波的方法， 其特 征在于， 包括： 对预设的雷达物理量数据分别进行预处理， 得到预处理后的雷达变量； 所述雷达变量 包括反射 率因子、 差分相位、 相关系数、 差分反射 率、 反射率因子纹 理和差分相位纹 理； 基于模糊逻辑 算法和雷达回波的种类构建隶属函数和权 重分配函数； 根据所述隶属函数、 所述权重分配函数和所述雷达变量构造雷达回波变量分类运算矩 阵； 基于聚合值算法， 根据所述雷达回波变量分类运算矩阵进行回波分类， 以实现对生物 回波的识别。 2.根据权利要求1所述的利用天气雷达识别生物回波的方法， 其特征在于， 所述对预设 的雷达物理量数据分别进行 预处理， 得到预处 理后的雷达变量， 包括： 获取所述雷达物理量数据； 所述雷达物理量数据包括初始反射率因子、 初始差分反射 率、 初始相关系数以及 初始差分相位； 对所述雷达物理量数据以扫描中心为起点， 沿径向和纵向方向开均值滤波窗口， 进行 回波采样点数据处理， 得到所述反射率因子、 所述差 分相位、 所述相关系数和所述差 分反射 率； 通过全局标准差的纹理值算法分别对所述差分相位和所述差分反射率进行计算， 得到 所述反射 率因子纹 理和所述差分相位纹 理。 3.根据权利要求2所述的利用天气雷达识别生物回波的方法， 其特征在于， 所述通过所 述全局标准差的纹 理值算法分别对所述差分相位和所述差分反射 率进行计算的公式为： m＝(2*pad ding+1)2； 其中， 和 分别为所述初始差分反射率和所述初始差分相位所取窗口内数值的平 均值， Zij和 分别为初始差分反射率和所述初始差分相位对应每个采样点的原始数值； padding为选用窗口参数， 所述选用窗口参数的数值由选用的所述均值滤波 窗口的宽度决 定； m为采样点的个数； S D(Zij)为所述反射 率因子纹 理； 为所述差分相位纹 理。 4.根据权利要求1所述的利用天气雷达识别生物回波的方法， 其特征在于， 所述基于聚 合值算法， 根据所述雷达回波变量分类运算矩阵进 行回波分类， 以实现对生物回波的识别， 包括： 根据所述雷达回波变量分类运算矩阵进行聚合概率值计算， 得到各类雷达回波的最大 的聚合概率值； 根据所述聚合 概率值对采样点的雷达回波 进行分类， 得到分类结果； 根据所述分类结果 提取所述生物回波。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115453486 A 25.根据权利要求1所述的利用天气雷达识别生物回波的方法， 其特征在于， 所述根据 所 述雷达回波变量分类运 算矩阵进行聚合 概率值计算的公式为： 其中， i表示第i类 回波， j表示第j个变量， wij表示第j个变量属于第i类 回波的权重， pij 表示第j个 变量属于第i类回波的概 率， Pi表示属于第i类回波的聚合 概率值。 6.一种利用天气雷达识别生物回波的系统， 其特 征在于， 包括： 数据处理模块， 用于对预设的雷达物理量数据分别进行预处理， 得到预处理后的雷达 变量； 所述雷达变量包括反射率因子、 差 分相位、 相关系数、 差 分反射率、 反射率因子纹理和 差分相位纹 理； 函数构建模块， 用于基于模糊逻辑算法和雷达回波的种类构建隶属函数和权重分配函 数； 矩阵构建模块， 用于根据所述隶属函数、 所述权重分配函数和所述雷达变量构造雷达 回波变量分类运 算矩阵； 分类模块， 用于基于聚合值算法， 根据 所述雷达回波变量分类运算矩阵进行回波分类， 以实现对生物回波的识别。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115453486 A 3