寿阳县天气雷达图自动分析预警系统说明

摘 要：为有效提升寿阳县对局地突发灾害性天气的监测能力，开发寿阳县天气雷达图自动分析预警系统，预警发布更加及时、预警区域更加精确，尽量避免突发灾害天气遗漏，做到临近突发天气的快速跟踪预警与服务。通过对系统所采用资料和研究方法、主要功能、应用和改进方面进行说明，便于实际业务中理解和应用。

关键词：天气雷达；自动预警；临近预报

引言

寿阳县位于山西省东部，东依太行山、西临汾河，居潇河中上游，整个地形西北部、北部较高，向东南逐渐倾斜，地形复杂，属大陆性气候，常有局地突发灾害性天气，具有生成时间短、发展迅速的特点，如夏季强对流天气、冬季局部降水天气等。现有观测站网的布设密度较小，对这类灾害性天气的监测不够及时，数据获取有滞后性，为预报预警带来难度。实际业务工作中业务人员难以做到时刻紧盯雷达数据，而天气雷达组合反射率产品对此类局地性短时天气过程的预报预警有很强的指示作用，因此天气雷达图自动分析预警系统的研究十分有必要。

针对目前气象业务对突发灾害性天气监测与预警的需要,周运丽[1]探索研发了以CIMISS平台为数据源的灾害天气监测预警平台,该系统可对灾害性天气的发生和发展情况进行实时监测；贾东[2]设计了基于CIMISS的雷达产品监测平台。这类平台均以CIMISS等（已停止运行，现为天擎）为数据源，而市县业务人员在天擎的权限有限，因而此类平台对县级监测预警服务的指导意义亦有限。现阶段对市县级短时天气的预报预警业务指导意义最大的数据源之一为雷达产品。

现有针对天气雷达运行状态的监控和报警系统，如裴宗寿等从技术层面提高青海省海北州新一代天气雷达在灾害性天气监测及联防联报方面的业务能力和可用性[3]，而市县级雷达受探测环境和观测能力限制，本站雷达产品可用率不高，实际业务中常利用太原站新一代天气雷达的服务产品开展临近预报工作。

张海等利用贵州省毕节市新一代天气雷达组合反射率回波产品构建冰雹报警系统[4]，周义兵等通过对基于雷达基数据的探测回波的处理解析设计出自动报警系统[5]。基于以上案例，利用软件编程自动获取太原站新一代天气雷达的混合扫描反射率产品，比对判别指标后通过手机短信对业务人员进行报警提示，实现对寿阳县短时强天气的来向、强度、动态监测和短信预报预警功能。

1 采用资料和研究方法

寿阳县天气雷达图自动分析预警系统采用太原站新一代天气雷达基本反射率产品和寿阳县矢量地图，通过计算机软件实现雷达图像自动获取、像素分析、回波值比对，实现对晋中市防区内及防区外设定范围降水分析及短信预报预警。

2 主要功能

2.1 防区确定

根据雷达图、电子地图确定域内核心防区边界，在雷达图上标出多边形核心区域及防区外矩形区域。

2.2 回波颜色值数字化

对雷达图上回波强度图例颜色值进行提取，保存到数据库表中，根据回波强度设置预警信息，包括域内预警信息文字、域外预警信息文字、是否报警等。

2.3 图像像素颜色值比对

自动获取本区域雷达图，在防区内逐个获取像素点，通过像素点颜色值与图例颜色值对比，找出回波强度最大值及对应预警信息。

2.4 预警短信发送及短信接口开发

系统识别结果及相关提醒自动通过手机短信向相关业务人员发送，可设置值班表确保短信发送及时、准确。可与电信、移动、联通等云平台对接，也可以对商业短信接口进行二次开发， 实现雷达预警短信自动发送。

2.5 预警图像本地存储与回放

    对于产生预警的雷达图像，系统保存下载到本地文件夹下，方便后期查看与回放。

2.6 过滤误差

    通过软件配置文件（options.ini），设置像素误差点个数，软件自动过滤误差。

[OPTIONS]

DBZ1=5 #域内回波点误差值

DBZ2=8 #域外回波点误差值

2.7 系统运行

    系统采用C/S架构，数据库采用Access数据库，使用C++ MFC语言进行编程开发，软件系统无需安装，可在任意windows版本环境下使用。

3 系统应用和改进

2022年，经过在寿阳县范围内尤其是汛期时间段的试运行，该系统的稳定性、可靠性得到了验证。2023年，系统新增值班表模块，对带班领导和值班员进行准确提醒，进一步优化了资源配置，强化了系统运行。

系统稳定运行的同时，在其他县市推广应用，对进一步提升防灾减灾能力建设具有重要意义。

参考文献

[1] 地市级灾害天气监测预警系统设计与实现 [J].周运丽.软件工程师.2020,第005期

[2] 贾东. 基于CIMISS的雷达产品监测平台设计与实现[J]. 内蒙古气象，2018，(第1期) :39 -41.

[3] 裴宗寿，晁红艳. 海北州新一代天气雷达运行状态监控及、报警系统设计与实现[J]. 农村经济学，2016，(第14期): 341-342.

[4] 张海，聂祥，罗腾，等. 利用毕节新一代天气雷达组合反射率回波产品构建冰雹报警系统[J]. 科技经济与资源环境，2019，27(03): 129-130.

[5] 周义兵，王毅，周淑巧，等. 基于雷达基数据的探测回波自动报警系统设计与实现[J]. 陕西气象，2016

( 3) : 22 -24

作者简介：仼睿智（1996.01），女，汉族，山西省寿阳县，大学本科，工程师，研究方向：综合气象观测。