[0001] 本发明涉及气象雷达领域，尤其涉及一种不同类型天气雷达自动建站规划方法及系统。

[0002] 为了提升气象监测的精确度与效率，确保气象预报的准确性，都是通过天气雷达来实现天气的监测；但是，如何通过合理规划雷达站点布局来构建更加密集的监测网络，特别是针对地形复杂区域，如何通过合理规划雷达站点来减少探测盲区，是目前需要考虑的问题。

[0016] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。

[0017] 本发明聚焦于天气雷达站作为研究对象，探讨基于地理空间精细化分割下的天气雷达站选址优化策略，在确定不同类型建站天气雷达个数条件下，考虑到实际环境中障碍物对雷达信号覆盖范围的影响，将天气雷达站的具体位置及其配置类型设为决策变量，并设定最小化雷达遮挡率为约束条件，同时结合雨量计统计的年均降水数据，提出了一种不同类型天气雷达自动建站规划方法。

[0018] 如图1所示，其具体包括以下内容：步骤1、获取天气雷达拟建站区域信息：如图2所示，在天气雷达建站规划前，需要获取雷达拟建站区域的经纬度信息和地形数据。得到建站区域的经纬度信息后，便于建站区域格点化处理。得到建站区域的地形数据，便于计算天气雷达扫描范围的遮蔽率。

[0019] 步骤2、确定天气参数：确定天气雷达类型、理论最大扫描半径R和理论最大扫描范围。例如，S波段天气雷达最大扫描范围可达460km，C波段天气雷达最大扫描范围可达400km，X波段天气雷达最大扫描范围可达150km。

[0020] 步骤3、拟建站区域格点化：如图3所示，在获取拟建站区域经纬度信息后，对拟建站区域进行格点化处理，天气雷达最大扫描半径为R，两个黑色格点距离为R，边缘格点距离边界为R/2，这里黑色格点代表雷达中心。

[0021] 步骤4、确定雷达位置移动规则：为了测试雷达在步骤3中每个格点位置的扫描范围遮蔽情况，制定如图4所示的雷达移动规则，依次遍历每个黑色格点。图4中黑色粗箭头为雷达移动方向，黑色格点为雷达中心。

[0022] 步骤5、筛选满足遮蔽约束条件的格点：在遍历每个格点时，通过获取的拟建站区域地形数据，计算出天气雷达在该格点处的遮蔽率。这里遮蔽率阈值设置为20%（可根据具体要求更改），仅保留遮蔽率低于20%的黑色格点，作为第一个约束条件。如图5所示，(a)表示天气雷达扫描区域遮蔽率大于20%的三维示意图，(b)表示天气雷达扫描区域遮蔽率小于20%的三维示意图，(c)表示天气雷达扫描区域无遮蔽的三维示意图。如图6所示，为仅保留遮蔽率低于20%的黑色格点示意图。

[0023] 步骤6、统计格点区域年均降水量：降水量大是引发洪涝灾害的重要因素之一。研究表明，大雨或暴雨事件的降水量与洪涝面积呈显著正相关，异常降水对洪涝面积具有正效应影响。此外，暴雨洪涝灾害的加重趋势也与年降水量显著相关。

[0024] 为了最大发挥天气雷达防灾减灾的优势，需要获取雷达拟建站区域的历年自动站雨量计数据，统计各个站点的雨量计降水数据，然后使用空间插值法在格点化后的区域中标记出每个方格区域的年均降水量。图7中黑色格点为雷达中心，每个方格边长为雷达最大扫描半径R。每个方格区域的年均降水量为该方格内所有雨量计的统计值。

[0025] 步骤7、获取最大雷达建站格点：如图8所示，统计黑色格点雷达扫描范围内的年均降水量示意图，将图7中每个黑色格点周围四个方块区域的降水量相加，得到的和作为该黑色格点雷达扫描范围内的年均降水量。

[0026] 如图9所示，为每个雷达格点扫描范围内的年均降水量示意图。在图7拟建站区域降水量分布的基础上，使用图8所示统计方法后，图9中每个虚线方格为每个雷达格点统计的年均降水量。

[0027] 图9中黑色格点，仅保留经过步骤5处理后遮蔽率低于20%的格点。对降水量进行排序，将降水量最高的格点，作为雷达建站的最优解，作为第二约束条件。该方法既可以使雷达探测能力达到最优化，又可以使雷达探测到最大降水区域，能够最大程度监测降水情况。

[0028] 如图10所示，为雷达建站最优格点位置示意图，其中黑色圆形区域即可本次选择的雷达最优建站格点位置。

[0029] 步骤8、不同类型雷达组网站点选取：当进行大小天气雷达组网时，需要选择多部不同类型天气雷达进行组网。例如，使用1部S波段天气雷达和4部X波段天气雷达进行组网。通常情况下，通过步骤1 7得到一部S波段大雷达的建站站点。如图11所示，为第一次选好的~
S波段雷达建站位置示意图。

[0030] 选好第一部S波段雷达站点后，为避免重复选择站点，将拟建站区域选好的S波段雷达站点删除。S波段天气雷达的最大扫描半径约为X波段天气雷达的3倍，因此，X波段天气雷达站点选取时，在S波段拟建站区域格点化区域的基础上，如图12所示，每个格点间增加两个格点即可。

[0031] 如图13所示，为经过新增格点后X波段天气雷达的建站区域格点，图中虚线圆圈为已选好的S波段天气雷达站点及其最大扫描范围；然后，重复步骤2 7选取剩下的4部X波段~天气雷达站点，图14为最终选取的组网站点示意图，图中实线圆圈为X波段，虚线圆圈为S波段雷达。

[0032] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和完善，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。