基于预测算法的天气雷达回波数据压缩编码研究

发布时间：2023-10-13 21:22

　　天气雷达可以有效监测台风、暴雨、冰雹和龙卷等灾害性天气,并且能对大范围降水进行定量测量。在航空气象保障中,天气雷达对局地对流性天气的探测更是具有不可替代的作用。作为一种重要的气象探测手段,天气雷达在各个国家都得到了广泛应用。新一代多普勒天气雷达不仅可以探测气象目标物的位置、强度信息,还可以获取雷达径向上的风速和谱宽等信息,因此每次探测都会生成大量数据,在雷达组网探测业务中更是会产生海量数据。研究天气雷达回波数据的压缩编码,减少数据体积,可以节省大量存储空间、缩短数据传输时间,对防灾减灾、国民生产、人民生活以及军事领域中的应用都有十分重要的意义。对于数据压缩编码,虽然目前也有很多关于神经网络、分形理论方面的算法研究,但在一些静止图像和视频压缩的行业规范中仍然以预测编码、小波变换以及统计编码等成熟的算法为主。文中结合安徽四创公司生产的某型号天气雷达,重点研究基于预测算法的无损回波数据压缩编码。文中对天气雷达原始数据的存储方式和回波图像特点进行分析,同时研究了几种常用的预测算法和算术编码原理,采用数据预处理、预测变换和算术编码等方法对回波数据进行压缩。数据预处理时,对回波数据进行长度剪裁,有...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的内容安排
第2章 天气雷达的探测内容及回波数据特征
    2.1 天气雷达的探测内容及数据存储
    2.2 天气雷达回波数据特征
        2.2.1 回波数据的显示方式
        2.2.2 几种典型的回波图像特征
        2.2.3 回波数据分布的随机性和相关性
    2.3 天气雷达回波数据的预处理
        2.3.1 对数据进行长度剪裁
        2.3.2 以矩阵形式排列数据
第3章 基于预测算法的数据压缩编码
    3.1 预测编码的基本原理
    3.2 LMS预测算法
        3.2.1 LMS算法原理
        3.2.2 LMS二维预测算法实现
        3.2.3 预测值的量化
        3.2.4 LMS二维预测算法的验证和改进
    3.3 分块预测算法
        3.3.1 分块预测算法的目的和方法
        3.3.2 分块预测算法的实现
    3.4 MED预测算法
        3.4.1 MED预测算法的原理和实现
        3.4.2 MED预测算法的验证和改进
    3.5 几种预测算法的总结
第4章 算术编码
    4.1 熵编码概述
    4.2 算术编码的基本实现过程
        4.2.1 编码过程简介
        4.2.2 编码实例
        4.2.3 解码过程简介
        4.2.4 解码实例
    4.3 基于整数运算的算术编码
        4.3.1 整数运算的原理
        4.3.2 整数运算的编码实例
        4.3.3 整数运算的解码实例
        4.3.4 区间的归一化
    4.4 信源符号的概率建模
        4.4.1 符号概率建模概述
        4.4.2 高阶自适应概率建模
第5章 天气雷达回波数据的压缩编码实现
    5.1 数据压缩编码流程
    5.2 数据压缩编码实现
        5.2.1 数据预处理
        5.2.2 预测变换
        5.2.3 字符表类的实现
        5.2.4 算术编码类的实现
    5.3 数据压缩编码结果分析
结束语
参考文献
致谢
附录



本文编号：3853797