基于雷达图像的台风云系识别以与台风中心定位方法分析

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1、目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1台风概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1．1台风的形成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1．2台风的危害⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．1．3台风的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．1．4台风中心定位的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41．2研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51．2．1国外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯．61．2．2国内研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯81．3本文概述⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．101．3．1问题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一lO1．3．2问题的分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l1．3．3解决的方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．121．3．4文章的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12第二章基于多普勒天气雷达反射率图像的台风云系分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．1基于固定样本和SVM的静态分割⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．142．1．1固定样本的选择方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．1．2静态分类器的设计方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．152．1．3样本冗余性与分类器性能的分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．162．1．4基于固定样本的静态分割实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．182．2基于实时样本和SVM的动态分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．222．2．1基于固定样本静态分割的失效性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．222．2．2基于人机交互模式的实时样本选择方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．232．2．3动态分类

4、器的设计方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯242．2．4基于实时样本的动态分割实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．26第三章基于特征描述和分类器判定的典型螺旋云带识别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯303．1螺旋云带的特征提取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯313．2螺旋云带的特征选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯323．3特征的类内聚集性和类间可分性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯373．4基于SVM的螺旋信息富集区域识别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．39第四章基于数学形态学的螺旋云带规整及其骨架线提取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．1

5、基于数学形态学的连通域规整及其骨架线提取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44第五章基于自适应参数整定的台风中心定位研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．1问题分析与方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．2基于遗传算法和局部螺旋云带骨架线的台风中心搜索方法⋯⋯⋯⋯⋯515．3算法的性能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯565．3．1算法的可靠性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．565．3．2算法的推广性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62第六章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、666．1本文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯666．1．1基于多普勒天气雷达反射率图像的台风云系分割方法⋯⋯⋯⋯．．666．1．2基于特征描述和分类器判定的典型螺旋云带识别方法⋯⋯⋯⋯．．666．1．3基于数学形态学的螺旋云带规整及其骨架线提取方法⋯⋯⋯⋯．．666．1．4基于自适应参数整定的台风中心定位方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．676．2本文展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯j⋯⋯67参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．68发表论文和参加科研情况说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．73致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．74第一章绪论台风是典型的灾害性天气，频发于夏季，对于我国东南沿海地区的工农业生产和经济发展具有巨大的危害。1．1台风概述1．1．1台风的形成靠近赤道的太平洋海域是台风的发源地，这里海水温暖，洋流运动活跃。由于水汽丰富，热能充足，该海域很容易产生热带气旋；如果源源不断地提供水汽支持，同时使得附近洋面温度稳定，这些热带气旋会不断地发展增强，最终形成台风。具体地说，台风的产生和发展必须具备几个条件：热能、初始扰动、地转偏向力以及气流的辐合

8、辐散。第一个条件——热能：台风是典型的暖中心热带气旋系统，它的存在必须依附于为它提供丰富水汽和充足热能的洋面，这是台风形成的必要条件。赤