形成期风暴预测与潜势特征提取

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1、形成期风暴预测与潜势特征提取ThePredictionofEmergingConvectivestormandUnderlyingFeatureExtraction学科专业：模式识别与智能系统研究生：屈展指导教师：王萍教授天津大学电气与自动化工程学院二零零九年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献

2、均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要现阶段对于形成期风暴的预测，主要依靠预报员根据专业知识分析得来。根据形成期风暴的预报原理，完全

3、可以借助模式识别的基本方法和图像处理技术，用计算机模拟这一过程，使预报的自动化成为可能。同时由于量化后图像特征更精确，客观，因此通过对它们的知识发掘使得自动预报系统的准确性超过人工是可以期待的。本文给出了一种以边界层辐合线为代表的潜势特征自动识别提取方法，该方法通过模拟人类的视觉及心理过程完成识别，具有较好的普适性和鲁棒性，获得令人满意的处理结果，同时根据对实际数据的处理结果，分析潜势特征的内在关系，并给出了一定的结论，为自动预报系统的实现奠定了基础。本文主要完成了以下两部分工作：一、对辐合线的提取。辐合线在反射率图上反映得较

4、明显，一般呈现一种无规则的复杂的带状结构，通常无法直接使用常规的形状识别方法。本文中，首先缩小尺度，对辐合线在探测窗内的结构特征加以分析，检出在探测窗内呈现局部带状结构的区域，并引入“印象”的概念，对局部带状区域构成辐合线的可能性进行一个估计，滤除干扰的噪声。然后，通过对形状几何参数的计算来完成对带状形状的滤波。二、对得到的辐合线区域提取骨架，滤除噪声，进一步提取与辐合线相关的形成期风暴的各潜势特征，并与未来出现的风暴天气联系起来加以分析，尝试找到不同信息间的内在联系，给出一定的结论，以期未来能依靠该类潜势特征预报未来灾害性天

5、气的发生发展过程。综上所述，本文为形成期风暴的预测和研究提供了新的思路，所涉及算法均已编程实现，并在样本测试过程中表现出较强的稳定性和令人满意的测试效果。关键词：特征提取边界层辐合线数学形态学形状识别区域分割AbstractAtpresent,thepredictionoftheemergingconvectivestormismainlycomposedbytheforecasterswhoanalyzetheradarimagewiththehelpofprofessionalknowledge.Accordingtoth

6、eprinciplesoftheprediction，theprocesscanbesimulatedcompletelybycomputerthroughimageprocessingtechnologyandthebasicmethodsofpatternrecognition,whichmakestheautomationofforecastpossible.Atthesametime，asthequantizedimagefeaturesaremoreaccurateandobjective,itcanbeexpect

7、edthattheautomaticpredictionsystemwillbemoreaccuratethanartificialsystemwiththehelpofknowledgediscovery.Theautomaticidentificationandextractionmethodofpotentialfeatureisgiveninthispaper,combinedwithpatternrecognitiontheoryandrepresentedbyboundarylayerconvergenceline

8、s.Withgoodrobustnessanduniversality,thismethodfinishedrecognitionthroughthesimulationofhumanvisualandpsychologicalprocess,andobtainedsatis