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基于决策树的冰雹雷达识别开题报告

 2021-12-17 09:12  

全文总字数:3364字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本文通过2005-2014年4-9月天津雷达站的观测资料、同期的高空探测资料以及天津市境内冰雹灾情资料,筛选多次降雹过程,依靠提取雷达pup系统获取风暴跟踪信息单体和冰雹指数等数据。寻找适合于天津地区的冰雹识别指标,使用决策树的分析方法识别天津地区的冰雹,得到冰雹发生时这些指标的临界值,从而能更好地为冰雹预报预警工作服务。

国内外研究现状

决策树学习是以实例为基础的归纳学习算法,它着眼于从一组无次序、无规则的事例中推理出决策树表示形式的分类规则,通常用来形成分类器和预测模型,可以对未知数据进行分类或预测、数据挖掘等。它包括两个步骤:第一步是利用训练样本集来建立并精化出一棵决策树,建立决策树模型。这个过程实际上是一个从数据中获取知识,进行机器学习的过程。通常分为两个阶段:建树和剪枝。第二步是利用建好的决策树对新的数据进行分类。

目前通过雷达产品指标对冰雹预警在国内多有研究,如俞小鼎[3]提出大冰雹的形成要求有强烈上升的气流,回波高度比较高,通过常在6-9km之间,回波中心强度超过50dbz。汤兴芝等[4]分析宜昌雷达资料得出利用45dbz雷达强回波高度可较好的识别冰雹云,当强回波高度达到7.6km时预示有冰雹出现,其成功概率达到91%,临界成功指数达86%。樊志超等[14]湘西北山区夏季冰雹云的回波顶高均在9km以上,垂直液态水含量冰雹云值一般为 30-35kg/m2;渠永兴等[5]确立了预警指标,回波顶高大于8km,回波强度大于55dbz。房春琴等[6]通过陕西冰雹过程的雷达资料分析得到了垂直液态水含量大于50kg/m2时会出现冰雹天气;刘子林等[7]分析榆林雷达资料得出雹云识别指标为雷达回波强度≥50dbz,垂直液态水含量≥40kg/m2。付双喜等[8]根据vil值大小对冰雹进行预警。肖现等[16]通过分析一次典型的雹暴过程,证明温度场的冷暖池结构对维持风暴的发展起到很大的作用。宋晓辉等[17]通过分析冰雹形成的前期条件和发展消亡过程,进一步提出用于预报冰雹的指标。钱宝敏等[15]对丽江市冰雹雷达回波特征进行了初步研究,归纳出丽江市冰雹雷达产品的识别判据。

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2. 研究的基本内容

用决策树分析的方法,研究冰雹发生时,雷达指标数据发生的变化,从而更好地进行防灾预警工作,保护人民的生命财产安全。

本文的主要内容包括如下部分:

(1)用决策树的分析方法,分析冰雹产生需要的条件;(2)提取雷达数据指标变量,分析单变量与冰雹发生的相关性;(3)单变量相关性之后,研究复合变量与冰雹发生的相关性。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1、 实行方案:

利用决策树,将得到的雷达数据与下冰雹地理位置进行比较分析,得到冰雹发生时,雷达数据的变化,这样可以更好地进行防灾减灾工作。

2、 进度:

(1)3-4月份进行数据收集,开始编写毕业论文初稿

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4. 参考文献

[1]knight c a. knight n c. hailstones [j]. scientific american,1971,224(4):40 47.

[2]changnon s a,changnon d. long-term fluctuations in hail incidences in the united states [j]. j climate,2000,13(3):658-664.

[3]俞小鼎,强对流天气的多普勒天气雷达探测和预警[j].气象科技进展,2011,1(3):31-34

[4]汤兴芝,黄兴友,冰雹云的多普勒天气雷达识别参量及其预警作用[j].暴雨灾害,2009,28(3):261-265

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