KR101352528B1 - Gridding system of radar data and method thereof - Google Patents

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KR101352528B1
KR101352528B1 KR1020120132815A KR20120132815A KR101352528B1 KR 101352528 B1 KR101352528 B1 KR 101352528B1 KR 1020120132815 A KR1020120132815 A KR 1020120132815A KR 20120132815 A KR20120132815 A KR 20120132815A KR 101352528 B1 KR101352528 B1 KR 101352528B1
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장우정
김순연
원영진
제영호
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(주)헤르메시스
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Abstract

The present invention relates to a gridding system of radar observation data and a gridding method thereof. The gridding system of radar observation data of the present invention includes the steps of: acquiring radar specification information including radar observatory identification name, radar observation starting point, observation distance range and observation distance interval of a radar, type of observation altitude angle, and observation azimuth interval; determining reference altitude and grid resolution for gridding; calculating the number of rows and columns of a grid on the basis of the grid resolution and the observation distance range of the radar; obtaining an interpolation target position on a reference altitude plane by calculating observation distance, azimuth and altitude angle about the observation starting point of the radar and the center point of a grid cell as going around the grid cell constituting the rows and the columns of the grid; choosing an interpolation point adjacent to the interpolation target position on the basis of the radar specification information for interpolation of a radar reflection degree value at the interpolation target position; and storing information about the interpolation target position and the interpolation point obtained for each grid cell. Through the same, the radar observation data can be rapidly gridded, by reducing the repetition of calculation performed during gridding process using the stored information. [Reference numerals] (10) Reception part; (20) Interpolation target position calculating part; (30) Interpolation point selecting part; (40) Static information storing part; (50) Reflection degree value calculation part; (AA) UF radar data

Description

레이더 관측자료의 격자화 시스템 및 그 방법{GRIDDING SYSTEM OF RADAR DATA AND METHOD THEREOF}Grid system of radar observation data and its method {GRIDDING SYSTEM OF RADAR DATA AND METHOD THEREOF}

본 발명은 레이더 관측자료의 격자화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 3차원 방사형 구조를 갖는 레이더 관측정보의 격자화를 고속으로 수행할 수 있는 레이더 관측자료의 격자화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for lattice radar observation data, and more particularly, to a radar observation data lattice system and a radar observation data capable of performing the lattice of the radar observation information having a three-dimensional radial structure at high speed It is about a method.

최근 기상이변에 따른 돌발호우 등으로 많은 재산 및 인명 피해가 발생하고 있다. 이러한 피해를 최소화하기 위해 분포형 강우유출 모형 등을 활용하여 복잡한 강우분포를 해석하고, 준실시간으로 홍수의 예측을 도모하고 있다. 분포형 강우유출모형은 지형, 토지피복, 토양 등 다양한 입력 인자가 적용될 수 있으나 이 중에서도 지배적인 인자는 시계열 강우데이터라고 할 수 있다.Recently, a lot of property and casualties have occurred due to sudden heavy rain due to extreme weather. In order to minimize such damage, complex rainfall distribution is analyzed using distributed rainfall runoff model, and flood forecasting is performed in near real time. For the distributed rainfall runoff model, various input factors such as topography, land cover, and soil can be applied, but the dominant factor is time series rainfall data.

분포형 강우량의 추정은 레이더 관측자료를 기초로 이루어지는 것이 효율적이다. 레이더 관측은 안테나 고도각을 고정시킨 상태에서 방위각을 변화시켜 관측을 하고, 안테나 고도각을 점차 변화시키면서 반복적으로 관측하여 높은 고도까지 입체적으로 관측하는 볼륨관측을 통해 이루어지는 것이 보통이다. 이렇게 획득된 볼륨관측 데이터에서 특정고도의 관측값을 추출하여 수평단면으로 나타낸 자료를 CAPPI(Constant Altitude Plan Position Indicator)라고 하며, CAPPI는 강수의 수평적 분석에 유용하게 활용된다. 이러한 레이더 자료를 기초로 강우량을 추정하는 것은 레이더 반사도-강우 관계식(Z-R식)을 적용하여 이루어질 수 있다.Estimation of distributed rainfall is efficient based on radar observations. Radar observation is usually performed through volume observation that observes by changing the azimuth angle with the antenna elevation angle fixed, and repeatedly observes the antenna elevation angle gradually to high altitude. The data obtained by extracting a specific altitude from the volume observation data obtained in this way and displayed in horizontal cross section is called CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator). CAPPI is useful for horizontal analysis of precipitation. Estimation of rainfall based on the radar data can be achieved by applying the radar reflectivity-rainfall equation (Z-R).

레이더 관측자료는 역원추 모양의 스윕(sweep)을 n개 가지는 3차원 방사형 구조를 가지며, 저장 포맷으로는 UF(Universal Format) 바이너리 형식이 사용되는 것이 일반적이다. UF 형식 등에 저장된 3차원 볼륨관측 자료는 논문 등으로 공지된 Mohr의 변환식 등을 통하여 2차원 격자자료로 변환된다.Radar observations have a three-dimensional radial structure with n reverse cone-shaped sweeps, and a universal format (UF) is commonly used as a storage format. Three-dimensional volume observation data stored in UF format is converted into two-dimensional grid data through Mohr's conversion equation known in papers.

따라서, 홍수위험분석을 수행하여 홍수에 대비하기 위해서는 레이더 관측자료를 신속하고 정확하게 격자화할 수 있는 격자변환 기술이 필요하다. 이에 대하여 본 출원인은 분석 대상 래스터 영역을 한정하여 고속으로 격자 강우를 추출하는 기법을 제안한 바 있다. 이에 관하여, 출원번호 제10-2011-0126437호가 출원계속 중에 있다.Therefore, in order to prepare for floods by performing flood risk analysis, a grid transformation technique is needed to quickly and accurately grid radar observations. In this regard, the present applicant has proposed a technique of extracting lattice rainfall at high speed by limiting the raster region to be analyzed. In this regard, application number 10-2011-0126437 is pending application.

본 출원인은 위와 같이 부분 격자화가 아닌, 레이더 관측자료의 전체영역에 대한 격자화를 수행할 때, 기존의 품질을 유지하면서도 더욱 고속으로 변환할 수 있는 방법을 새롭게 제안하게 되었다.
The present applicant has newly proposed a method of converting at a higher speed while maintaining the existing quality when performing the lattice of the entire area of the radar observation data rather than the partial lattice as described above.

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 제안된 것으로서, 레이더 관측자료의 전체영역에 대한 격자화를 수행할 때, 품질 저하가 발생하지 않으면서도 더욱 고속으로 변환할 수 있는 레이더 관측자료의 격자화 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, the grid of radar observation data that can be converted at a higher speed even without performing a quality degradation when performing the lattice of the entire area of the radar observation data To provide a system and a method thereof.

상기한 목적은 본 발명의 일 양태에 따른, 특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자화하는 레이더 관측자료의 격자화 방법에 있어서, 레이더 관측소 식별명, 레이더 관측원점, 레이더의 관측거리범위와 관측거리간격, 관측 고도각 종류, 및 관측 방위각 간격을 포함하는 레이더 제원정보를 획득하는 단계; 격자화하려는 기준 고도와 격자 해상도를 결정하는 단계; 레이더의 관측거리범위와 상기 격자 해상도를 기초로 격자의 행과 열의 수를 계산하는 단계; 상기 격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 단계; 상기 보간대상 위치에서의 레이더 반사도 값의 보간을 위하여 상기 레이더 제원정보를 기초로 상기 보간대상 위치에 인접한 보간점을 선정하는 단계; 및 상기 격자 셀별로 구해진 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법에 의하여 달성될 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the method of lattice radar observation data lattice radar observation data on the basis of a specific altitude, radar station identification name, radar observation origin, observation distance range and observation of the radar Obtaining radar specifications information including a distance interval, an observation elevation angle type, and an observation azimuth interval; Determining a reference altitude and grid resolution to be gridded; Calculating the number of rows and columns of the grid based on the viewing range of the radar and the grid resolution; Obtaining an interpolation target position on a reference elevation plane by calculating the observation distance, azimuth angle, and elevation angle of the observation origin of the radar and the center point of the grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid; Selecting an interpolation point adjacent to the interpolation target position based on the radar specification information for interpolation of the radar reflectivity value at the interpolation target position; And storing information about the interpolation target position and the interpolation point obtained for each grid cell.

또한, 격자정보 생성을 위한 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하는 단계; 상기 격자 셀마다 저장된 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보 중에서 상기 UF 레이더 데이터와 레이더 관측소 식별명, 기준 고도, 및 격자 해상도가 서로 대응되는 정보를 읽어오는 단계; 상기 UF 레이더 데이터로부터 상기 보간점에 대응되는 관측값을 추출하는 단계; 상기 보간대상 위치, 상기 보간점 중 동일한 고도각을 가지는 보간점, 및 상기 관측값을 기초로 이중선형 보간을 수행하여 상·하면 보간값을 획득하는 단계; 및 상기 보간대상 위치의 고도각, 상기 보간점의 고도각 정보, 및 상기 상·하면 보간값을 기초로 선형 보간을 수행하여 상기 격자 셀의 반사도를 획득하는 단계를 더 포함함으로써 저장된 정보를 통해 격자화를 수행하여 연산량을 감소시킬 수 있다.In addition, receiving UF (Universal Format) radar data for generating grid information; Reading information corresponding to the UF radar data, a radar station identification name, a reference altitude, and a grid resolution among the information on the interpolation target position and the interpolation point stored for each grid cell; Extracting an observation value corresponding to the interpolation point from the UF radar data; Acquiring upper and lower interpolation values by performing bilinear interpolation based on the interpolation target position, an interpolation point having the same elevation angle among the interpolation points, and the observation value; And performing linear interpolation based on the elevation angle of the interpolation target position, the elevation angle information of the interpolation point, and the upper and lower interpolation values to obtain the reflectivity of the grid cell. The amount of computation can be reduced by performing the processing.

그리고, 상기한 목적은 본 발명의 또 다른 양태에 따른, 특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자화하는 레이더 관측자료의 격자화 방법에 있어서, 레이더 관측소 식별명, 레이더 관측원점, 레이더의 관측거리범위와 관측거리간격, 관측 고도각 종류, 및 관측 방위각 간격을 포함하는 레이더 제원정보를 획득하는 단계; 격자화하려는 기준 고도와 격자 해상도를 결정하는 단계; 레이더의 관측거리범위와 상기 격자 해상도를 기초로 격자의 행과 열의 수를 계산하는 단계; 상기 격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 단계; 상기 보간대상 위치에서의 레이더 반사도 값의 보간을 위하여 상기 레이더 제원정보를 기초로 상기 보간대상 위치에 인접한 보간점을 선정하는 단계; 상기 보간 대상위치와 상기 보간점에 대한 정보를 기초로 삼선형 보간을 수행하여 상기 격자 셀마다 상기 보간점에 대한 삼선형 보간 계수를 계산하는 단계; 및 상기 격자 셀별로 상기 보간점과 상기 삼선형 보간 계수를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법에 의해서도 달성될 수 있다.In addition, the above object is a radar observation method of the radar observation data lattice method for lattice radar observation data on the basis of a specific altitude according to another aspect of the present invention, radar station identification name, radar observation origin, the radar observation distance Obtaining radar specifications information including a range, an observation distance interval, an observation elevation angle type, and an observation azimuth interval; Determining a reference altitude and grid resolution to be gridded; Calculating the number of rows and columns of the grid based on the viewing range of the radar and the grid resolution; Obtaining an interpolation target position on a reference elevation plane by calculating the observation distance, azimuth angle, and elevation angle of the observation origin of the radar and the center point of the grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid; Selecting an interpolation point adjacent to the interpolation target position based on the radar specification information for interpolation of the radar reflectivity value at the interpolation target position; Calculating trilinear interpolation coefficients for the interpolation points for each grid cell by performing trilinear interpolation based on the interpolation target position and the information on the interpolation points; And storing the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient for each lattice cell.

또한, 격자정보 생성을 위한 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하는 단계; 상기 격자 셀마다 저장된 상기 보간점과 상기 삼선형 보간 계수에 관한 정보 중에서 상기 UF 레이더 데이터와 레이더 관측소 식별명, 기준 고도, 및 격자 해상도가 서로 대응되는 정보를 읽어오는 단계; 상기 UF 레이더 데이터로부터 상기 보간점에 대응되는 관측값을 추출하는 단계; 및 상기 관측값과 상기 삼선형 보간 계수를 기초로 상기 격자 셀의 반사도를 구하는 단계를 더 포함하여 신속하게 격자화를 수행할 수 있다.In addition, receiving UF (Universal Format) radar data for generating grid information; Reading information corresponding to the UF radar data, a radar station identification name, a reference altitude, and a grid resolution among the information on the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient stored for each grid cell; Extracting an observation value corresponding to the interpolation point from the UF radar data; And calculating the reflectivity of the grating cell based on the observation value and the trilinear interpolation coefficient.

한편, 상기 격자 셀의 반사도에 강우와 레이더 반사도 관계식을 적용하여 강우 격자 자료를 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있으며, 상기 보간점을 선정하는 단계는, 상기 보간 대상위치의 관측거리와 인접한 전, 후의 관측거리를 구하는 단계; 상기 보간 대상위치의 고도각에 인접한 위, 아래의 고도각을 구하는 단계; 및 상기 보간 대상위치의 방위각에 인접한 전, 후의 방위각을 구하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.Meanwhile, the method may further include generating rainfall grating data by applying a relationship between rainfall and radar reflectivity to the reflectivity of the grating cells, and selecting the interpolation point comprises: before and after the observation distance of the interpolation target position; Obtaining a later observation distance; Obtaining an elevation angle adjacent to an elevation angle of the interpolation target position; And calculating an azimuth angle before and after the azimuth angle of the interpolation target position.

또한, 상기한 목적은 본 발명의 또 다른 양태에 따른, 특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자로 생성하는 레이더 관측자료 격자화 시스템에 있어서, 격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 보간대상 위치산출부; 상기 격자 셀을 순회하면서 상기 레이더 관측자료를 기초로 상기 보간대상 위치의 고도각에 인접하는 상, 하 고도각, 상기 보간대상 위치의 방위각에 인접하는 전, 후 방위각, 및 상기 보간대상 위치의 관측거리에 인접하는 전, 후 관측거리를 판단하여 상기 보간대상 위치의 보간을 위한 보간점을 선정하는 보간점 선정부; 및 상기 격자 셀별로 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보를 저장하는 정적정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료 격자화 시스템에 의하여도 달성될 수 있다.In addition, the above object is in the radar observation data gridding system for generating a radar observation data in a grid based on a specific altitude, according to another aspect of the present invention, while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid An interpolation target position calculation unit for calculating an interpolation target position on a reference elevation surface by calculating an observation distance, azimuth angle, and elevation angle with respect to the observation origin of the radar and the center point of the grid cell; Observation of the upper and lower elevation angles adjacent to the elevation angle of the interpolation target position, the front and rear azimuth angles adjacent to the azimuth angle of the interpolation target position, based on the radar observation data while traversing the grid cell. An interpolation point selecting unit which determines an interpolation point for interpolation of the interpolation target position by determining a before and after observation distance adjacent to a distance; And a radar information storage unit for storing information about the interpolation target position and the interpolation point for each grid cell.

또한, 상기한 목적은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자로 생성하는 레이더 관측자료 격자화 시스템에 있어서, 격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 보간대상 위치산출부; 상기 격자 셀을 순회하면서 상기 레이더 관측자료를 기초로 상기 보간대상 위치의 고도각에 인접하는 상, 하 고도각, 상기 보간대상 위치의 방위각에 인접하는 전, 후 방위각, 및 상기 보간대상 위치의 관측거리에 인접하는 전, 후 관측거리를 판단하여 상기 보간대상 위치의 보간을 위한 보간점을 선정하는 보간점 선정부; 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보를 이용하여 삼선형 보간을 수행하여 상기 보간점에 대한 삼선형 보간 계수를 계산하는 보간계수 산출부; 및 상기 격자 셀별로 상기 보간점 및 상기 삼선형 보간 계수에 관한 정보를 저장하는 정적정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료 격자화 시스템에 의하여도 달성될 수 있다.
In addition, the above object is a radar observation data grid system for generating a radar observation data grid based on a specific altitude according to another aspect of the present invention, the radar while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid An interpolation target position calculation unit for calculating an interpolation target position on a reference elevation plane by calculating an observation distance, an azimuth angle, and an elevation angle with respect to the observation origin of the grid cell and the center point of the grid cell; Observation of the upper and lower elevation angles adjacent to the elevation angle of the interpolation target position, the front and rear azimuth angles adjacent to the azimuth angle of the interpolation target position, based on the radar observation data while traversing the grid cell. An interpolation point selecting unit which determines an interpolation point for interpolation of the interpolation target position by determining a before and after observation distance adjacent to a distance; An interpolation coefficient calculation unit configured to calculate trilinear interpolation coefficients for the interpolation points by performing trilinear interpolation using the interpolation target position and the information about the interpolation point; And a static information storage unit for storing information about the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient for each lattice cell.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반복적으로 사용되는 정보를 미리 연산하여 저장하고, 격자화 과정에서 별도의 연산없이 이를 계속적으로 재이용함으로써 레이더 관측자료를 고속으로 격자화 할 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to grid the radar observation data at a high speed by repeatedly calculating and storing information that is repeatedly used in advance, and continuously reusing it without performing a separate operation in the lattice process.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 관측자료의 격자화 시스템의 블록도;
도 2a 및 도 2b는 보간점을 선정하고, 보간을 수행하는 방법을 설명하기 위한 참고도;
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 레이더 관측자료를 격자화하는 과정을 나타낸 흐름도;
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더 관측자료의 격자화 시스템의 블록도; 및
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 레이더 관측자료를 격자화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram of a gridization system of radar observation data according to a first embodiment of the present invention;
2A and 2B are reference diagrams for explaining a method of selecting an interpolation point and performing interpolation;
3 and 4 are flowcharts illustrating a process of lattice radar observation data according to the first embodiment of the present invention;
5 is a block diagram of a gridization system of radar observation data according to a second embodiment of the present invention; And
6 and 7 are flowcharts illustrating a process of lattice radar observation data according to a second embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 관측자료의 격자화 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 관측자료의 격자화 시스템은 수신부(10), 보간대상 위치산출부(20), 보간점 선정부(30), 정적정보 저장부(40), 및 반사도 산출부(50)를 포함한다.1 is a block diagram of a gridization system of radar observation data according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the gridization system of radar observation data according to the first embodiment of the present invention includes a receiver 10, an interpolation position calculation unit 20, an interpolation point selector 30, and a static information storage unit ( 40 and a reflectance calculator 50.

수신부(10)는 격자자료로 생성하기 위한 레이더 관측값과 레이더 제원정보를 수신한다. 예컨대, 수신부(10)는 유관기관으로부터 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하여 이를 기초로 격자자료가 생성되도록 할 수 있다. UF 레이더 데이터란, 3차원 방사형태를 갖는 레이더 자료구조의 일종으로서, 레이더 성능이나 운용과 관련된 레이더 제원정보, 볼륨관측을 수행하여 획득된 볼륨자료, 여러 개의 빔(Ray) 자료로 구성되는 Sweep자료 등을 포함한 레이더 관측정보이다. 이때, 각종 정보의 수신은 FTP를 통하여 수동적으로 이루어지거나 또는 유관기관으로부터 직접 다운로드 받을 수도 있다.The receiver 10 receives radar observation values and radar specification information for generating grid data. For example, the receiver 10 may receive UF (Universal Format) radar data from a related organization and generate grid data based thereon. UF radar data is a type of radar data structure with a three-dimensional radiation pattern. Sweep data consisting of radar specification information related to radar performance and operation, volume data obtained by performing volume observation, and multiple beam data. Radar observation information, including; At this time, the reception of the various information may be made manually through FTP or may be downloaded directly from the relevant organization.

보간대상 위치산출부(20)는 격자자료의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 격자 셀마다 보간대상 위치를 구한다. 보간대상 위치란, 격자자료로 표현되는 기준고도면 상의 지점으로서 레이더 관측원점부터의 거리, 방위각, 고도각을 이용하여 표현된다. The interpolation target position calculation unit 20 calculates the interpolation target position for each grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid data. The interpolation target position is a point on the reference elevation expressed by the grid data and is expressed by using the distance from the radar observation point, azimuth, and elevation.

참고적으로, 보간이 필요한 이유를 간단히 설명하면, 레이더 관측은 모든 거리, 방위각, 고도각에 대하여 연속적으로 수행되지 않고, 레이더 사이트를 시발점으로 소정의 거리간격(Range bin), 고도각 및 방위각 간격을 가지고 이루어지게 된다. 따라서, 격자 셀 중심의 거리, 고도각, 방위각에 정확히 대응되는 지점의 관측값이 존재하지 않는 경우가 존재하게 되므로, 주변 관측값을 기준으로 보간을 수행하여 해당 격자 셀 중심의 반사도값을 구하는 것이 필요하다. 보간대상 위치산출부(20)는 격자자료로 생성할 기준 고도와 격자 크기가 결정되면, 격자 셀마다 중심점과 레이더의 관측원점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 보간이 필요한 보간대상 위치를 구한다.For reference, simply explain why interpolation is necessary. Radar observations are not performed continuously for all distances, azimuths, and altitudes. Instead, the radar site starts at a predetermined range of bin, altitude and azimuth intervals. Will be done with Therefore, there are cases where the observation value of the point exactly corresponding to the distance, altitude, and azimuth of the center of the grid cell does not exist. Therefore, it is necessary to interpolate based on the surrounding observations to obtain the reflectance value of the center of the grid cell. need. The interpolation target position calculating unit 20 calculates the observation distance, azimuth angle, and elevation angle for the center point and the observation origin of the radar for each grid cell when the reference altitude and grid size to be generated as the grid data are determined. Find the location.

보간점 선정부(30)는 보간대상 위치산출부(20)를 통해 구해진 보간대상 위치에 인접한 보간점을 추출한다. 보간점은 보간대상 위치에서의 레이더 반사도 값의 보간을 수행하기 위하여 선정된 관측지점을 말하며, 보간대상 위치와 동일하게 레이더 관측원점으로부터의 거리, 방위각, 고도각을 이용하여 표현될 수 있다. 보간대상 선정부(30)는 UF 레이더 데이터 등에서 획득한 레이더 제원정보를 기초로 보간대상 위치와 인접한 고도각, 방위각, 관측거리를 계산하여 보간점을 선정한다. 보간점은 보간대상 위치보다 높은 고도각에서 4개, 낮은 고도각에서 4개를 선정하게 된다.The interpolation point selector 30 extracts an interpolation point adjacent to the interpolation target position obtained by the interpolation target position calculation unit 20. The interpolation point refers to an observation point selected for interpolation of radar reflectivity values at an interpolation position, and may be expressed using distance, azimuth, and elevation angle from the radar observation origin in the same manner as the interpolation position. The interpolation target selection unit 30 selects an interpolation point by calculating an altitude angle, azimuth angle, and observation distance adjacent to the interpolation target position based on radar specifications obtained from UF radar data. Four interpolation points are selected at high altitude and four at low altitude.

정적정보 저장부(40)는 격자자료 생성시마다 정보를 이용할 수 있도록 격자 셀별로 구해진 보간대상 위치와 보간점에 관한 정보를 저장하여, 보간대상 위치산출부(20) 및 보간점 선정부(30)에서 수행된 연산을 반복적으로 수행하지 않도록 한다. 정보는 각각 2차원 배열(array)에 저장될 수 있으며, 바이너리 파일 형식, 또는 데이터베이스 테이블을 이용하여 저장될 수 있다.The static information storage unit 40 stores information on the interpolation target positions and interpolation points obtained for each grid cell so that information can be used every time grid data is generated, and the interpolation target position calculating unit 20 and the interpolation point selecting unit 30 are stored. Do not repeatedly perform operations performed on. The information may be stored in a two-dimensional array, respectively, and may be stored using a binary file format or a database table.

한편, 정적정보 저장부(40)는 정보의 저장시 데이터 파일명을 기초로 정보의 내용을 식별할 수 있도록 파일명을 생성할 수 있다. 예컨대, 레이더 관측소(site) 식별명이 GDK이고, 격자자료로 생성하는 기준고도면이 1.5km, 격자 해상도가 250m라고 가정할 때, 파일명을 'GDK_1.5km_250m' 으로 생성하여 파일명만으로 정보를 쉽게 로딩하도록 할 수 있다.Meanwhile, the static information storage unit 40 may generate a file name so that the content of the information can be identified based on the data file name when the information is stored. For example, assuming that the radar site identification name is GDK, the reference elevation generated by the grid data is 1.5km, and the grid resolution is 250m, the file name is generated as 'GDK_1.5km_250m' to easily load information using only the file name. can do.

반사도 산출부(50)는 레이더 관측자료, 보간대상 위치, 보간점에 관한 정보를 기초로 보간을 수행하여 격자 셀의 반사도를 구한다. 이때, 보간방법은 이중선형 보간, 선형 보간이 적용될 수 있으며, 이는 공지된 방법이므로 간략화를 위하여 구체적인 수식에 관한 설명은 생략하기로 한다. The reflectance calculator 50 calculates the reflectivity of the grid cells by performing interpolation based on information on radar observation data, interpolation target positions, and interpolation points. In this case, the interpolation method may be a double linear interpolation, a linear interpolation, which is a known method, so a description of the specific formula is omitted for simplicity.

구체적으로, 반사도 산출부(50)는 생성하려는 레이더 관측소 식별명, 기준고도면, 격자 해상도가 결정되면, 이에 대응하는 정보를 정적정보 저장부(40)로부터 읽는다. 또한, 수신부(10)로부터 제공받은 레이더 관측자료에서 보간점에 대응하는 관측값을 추출하고 이를 기초로 동일 고도각을 가지는 보간점에 대하여 이중선형 보간을 수행하여 보상대상 위치보다 높은 고도각의 보간점에 대한 보간값인 상면 보간값과 낮은 고도각의 보간점에 대한 보간값인 하면 보간값을 구한다. 그리고, 상면 보간값과 하면 보간값에 대하여 선형 보간을 수행하여 보간대상 위치에서의 레이더 반사도를 구한다. 이러한 과정을 모든 격자 셀에 대하여 수행하여 격자자료를 생성하게 된다.Specifically, when the radar station identification name, reference elevation, and grid resolution to be generated are determined, the reflectance calculator 50 reads the corresponding information from the static information storage unit 40. Also, from the radar observation data provided from the receiver 10, the observation value corresponding to the interpolation point is extracted, and based on the interpolation point, the interpolation point having the same altitude angle is interpolated and the interpolation of the elevation angle higher than the compensation target position is performed. The interpolation value of the upper surface interpolation value for the point and the interpolation value for the interpolation point of the low elevation angle is obtained. Then, linear interpolation is performed on the upper surface interpolation value and the lower surface interpolation value to obtain radar reflectivity at the interpolation target position. This process is performed for all grid cells to generate grid data.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 보간점을 선정하고, 격자 셀의 반사도를 구하는 방법을 좀 더 살펴보기로 한다.Referring to FIGS. 2A and 2B, a method of selecting an interpolation point and obtaining a reflectivity of a grating cell will be described.

도 2a는 동일 고도각을 가지는 보간점에 대하여 이중선형 보간을 수행하는 방법을 설명하기 위한 참고도이고, 도 2b는 높은 고도각과 낮은 고도각, 2개의 고도각에 대해서 선형보간을 수행하여 격자 셀의 반사도를 계산하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.FIG. 2A is a reference diagram illustrating a method of performing double linear interpolation for interpolation points having the same elevation angle, and FIG. 2B illustrates a grid cell by performing linear interpolation on two elevation angles, a high elevation angle and a low elevation angle. This is a reference diagram for explaining how to calculate the reflectivity.

먼저, 도 2a를 참조하여 보간점 선정부(30)에서 보간점을 선정하는 방법을 살펴보면, 레이더 제원정보를 기초로 보간대상 위치에서 가장 가까운 고도각을 계산한다. 이에 따르면, 보간대상 위치를 기준으로 보간대상 위치의 고도각보다 높은 고도각과 낮은 고도각이 구해진다. 도 2a는 구해진 2개의 고도각 중 하나의 고도각에서 보간점 4개가 선정된 모습을 보여준다. 이어서, 보간대상 위치를 기준으로 가장 가까운 방위각(Θ1,Θ2)과 거리(d1,d2)를 계산하여 보간점을 선정할 수 있다.First, referring to FIG. 2A, a method of selecting an interpolation point by the interpolation point selector 30 calculates an altitude angle closest to an interpolation target position based on radar specification information. According to this, an altitude angle higher and lower than the altitude angle of the interpolation target position is obtained based on the interpolation target position. FIG. 2A illustrates a state in which four interpolation points are selected from one of two obtained elevation angles. Subsequently, the interpolation point may be selected by calculating the closest azimuth angles Θ 1 , Θ 2 and distances d 1 , d 2 based on the interpolation target position.

반사도 산출부(50)는 레이더 관측자료 중 동일 고도각의 보간점 4개에 대응하는 관측값과 보간대상 위치를 기초로 이중선형 보간을 수행하여 상·하면 보간값을 계산한다.The reflectivity calculator 50 calculates the upper and lower interpolation values by performing double linear interpolation based on the observation values corresponding to four interpolation points of the same elevation angle and the interpolation target position among the radar observation data.

이후, 반사도 산출부(50)는 도 2b와 같이 보간대상 위치 및 보간점의 고도각과 2개의 보간값, 즉, 상면 보간값과 하면 보간값 대하여 선형보간을 수행하여 격자 셀의 반사도 값을 구할 수 있다.Afterwards, the reflectance calculator 50 may calculate the reflectivity of the grid cell by performing linear interpolation on the interpolation target position and the elevation angle of the interpolation point and two interpolation values, that is, the upper interpolation value and the lower interpolation value. have.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참고하여 제1 실시예에 따라 레이더 관측자료를 특정고도를 기준으로 격자화하는 과정을 살펴본다.Hereinafter, a process of lattice radar observation data based on a specific altitude according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3을 참조하면, 레이더 관측소 식별명, 레이더 관측원점, 레이더의 관측거리범위, 레이더 관측거리간격, 관측 고도각 종류, 관측 방위각 간격 등을 포함하는 레이더 제원정보를 수신한다(S10). 레이더 제원정보는 격자화하려는 레이더 관측자료와 동일한 레이더 관측소에서의 UF 파일 등을 통하여 확보할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 3, radar specification information including a radar station identification name, a radar observation origin point, a radar observation distance range, a radar observation distance interval, an observation altitude angle type, an observation azimuth interval, and the like are received (S10). Radar specification information may be obtained through UF files and the like at the same radar station as the radar observation data to be gridded.

레이더 제원정보를 기초로 격자자료를 생성하고자 하는 기준 고도와 격자 셀 사이즈, 다시 말해 격자 해상도를 결정한다(S11). Based on the radar specification information, a reference altitude and a grid cell size for generating grid data, that is, a grid resolution, are determined (S11).

레이더 관측거리범위와 격자 해상도를 기초로 격자크기, 즉, 격자의 행과 열의 수를 계산한다. 또한, 이값을 저장하여 동일한 레이더 관측거리와 격자 해상도를 가진 자료의 변환시 별도의 연산없이 재사용될 수 있도록 할 수 있다(S13).The grid size, ie the number of rows and columns of the grid, is calculated based on the radar viewing range and the grid resolution. In addition, this value can be stored so that it can be reused without any additional operation when converting data having the same radar viewing distance and grid resolution (S13).

생성될 격자자료의 격자 셀을 순회하면서 격자 셀 중심과 레이더 관측원점의 거리, 방위각, 고도각을 계산하여 기준고도면 상의 보간대상 위치를 판단한다(S15).While interpolating the grid cells of the generated grid data, the distance, azimuth, and elevation angles of the grid cell center and the radar observation origin are calculated to determine the interpolation target position on the reference elevation (S15).

이후, 보간대상 위치를 기준으로 이에 가까운 전·후 관측거리, 상·하 고도각, 전·후 방위각을 계산하여 8개의 보간점을 선정한다(S17). S15와 S17 단계를 모든 격자 셀에 대해 수행하고(S19), 격자 셀별로 구해진 보간대상 위치와 보간점 정보를 저장한다(S21). 이때, 위에서 설명한 바와 같이, 레이더 관측소 식별명, 기준 고도, 및 격자 해상도에 대한 정보를 포함시켜 파일명을 생성함으로써 정보를 용이하게 로딩하도록 할 수 있다.Subsequently, eight interpolation points are selected by calculating the front and rear observation distances, the upper and lower elevation angles, and the front and rear azimuth angles close to the interpolation target positions (S17). Steps S15 and S17 are performed for all grid cells (S19), and the interpolation target position and interpolation point information obtained for each grid cell are stored (S21). In this case, as described above, the information may be easily loaded by generating a file name including information on the radar station identification name, the reference altitude, and the grid resolution.

종래의 격자화 시스템은 UF 파일을 수신할 때마다 각각의 격자 셀에 대해서 보간대상 위치, 보간점을 구하는 연산을 반복적으로 수행하였고 이는 격자화 속도를 크게 저하시키는 요인으로 작용하였다. 따라서, 본 발명에 따른 격자화 시스템은 한번의 연산을 통하여 산출된 정보를 저장하여 두고, 이후 동일한 레이더 제원정보를 가지는 레이더 관측자료에 대하여 격자화를 수행할 때 저장된 정보를 재사용함으로써, 연산량을 대폭 감소시켜 신속하게 격자자료로 변환할 수 있다.The conventional lattice system repeatedly calculates the interpolation target position and the interpolation point for each lattice cell each time the UF file is received, which significantly reduces the lattice rate. Accordingly, the gridization system according to the present invention stores the information calculated through one operation, and reuses the stored information when performing the gridization on the radar observation data having the same radar specification information. Can be quickly converted to grid data.

이하의 도 4를 참조하여 저장된 정보를 이용하여 격자자료를 생성하는 과정을 살펴본다.A process of generating grid data using stored information will now be described with reference to FIG. 4.

격자자료로 생성하려는 레이더 관측자료인 UF 레이더 데이터를 수신한다(S30).Receive UF radar data, which are radar observation data to be generated as grid data (S30).

이후, 정적정보 저장부(40)로부터 수신한 UF 레이더 데이터와 레이더 관측소 식별명이 일치하고, 기준 고도, 격자 해상도가 동일한 보간대상 위치와 보간점에 관한 정보를 읽어온다(S31).Thereafter, the UF radar data received from the static information storage unit 40 and the radar station identification name coincide with each other, and information about the interpolation target position and interpolation point having the same reference altitude and grid resolution are read (S31).

모든 격자 셀의 정보를 읽어오면(S33), 수신한 UF 레이더 데이터 중에서 읽어온 보간점에 대응하는 레이더 관측값을 추출한다(S35). 8개의 보간점 중 동일 고도각을 가지는 보간점 4개에 대하여 각각 이중선형 보간을 수행하여 상·하면 보간값을 획득하고(S37), 이후 상면 보간값과 하면 보간값에 대하여 선형 보간을 수행하여 격자 셀의 레이더 반사도를 획득한다(S39). S35, S37 및 S39의 과정을 반복하여 수행하여 모든 격자 셀의 반사도를 구하고 이를 저장하면 레이더 관측자료의 격자화가 완료된다(S41, S43).When the information of all the grid cells is read (S33), radar observation values corresponding to the interpolation points read from the received UF radar data are extracted (S35). By performing double linear interpolation on four interpolation points having the same elevation angle among eight interpolation points, the upper and lower interpolation values are obtained (S37), and then linear interpolation is performed on the upper and lower interpolation values. The radar reflectivity of the grid cell is obtained (S39). By repeating the process of S35, S37 and S39 to obtain the reflectivity of all the grating cells and storing them, the lattice of the radar observation data is completed (S41, S43).

이상에서 설명한 각 단계는 필요에 따라 변경, 추가, 삭제될 수 있다. 예컨대, 위에서는 UF 레이더 데이터를 수신한 이후, 이에 대응하는 저장정보를 로딩하였으나, 격자자료로 생성하려는 레이더 장소가 미리 알려진 경우에는 저장정보를 미리 로딩하고 UF 레이더 데이터 수신시 바로 로딩된 저장정보를 이용하여 격자화를 수행할 수도 있다. 또한, 계산된 격자 셀의 반사도에 Marshall과 Palmer 관계식 등과 같이 레이더 반사도와 강우량의 관계를 나타낸 공지된 다양한 강우-반사도 관계식을 적용하여 강우 격자 자료를 생성하는 단계가 더 추가될 수 있다. Each step described above may be changed, added, or deleted as necessary. For example, in the above, after receiving the UF radar data, the corresponding storage information is loaded. However, when the radar place to be generated as the grid data is known in advance, the stored information is preloaded and the stored information immediately loaded when the UF radar data is received. Lattice may also be performed. In addition, a step of generating rainfall grid data by applying various known rainfall-reflectivity relations representing the relationship between radar reflectivity and rainfall, such as Marshall and Palmer relations, to the calculated reflectivity of the grid cells may be further added.

기상 레이더의 경우 약 10분 간격으로 새로운 UF 레이더 데이터를 생성하므로 강우분포 등을 해석하기 위해서는 짧은 시간간격으로 수신되는 UF 레이더 데이터를 신속하게 격자화하는 것이 필요하다. 본 발명에 따르면, 한 번의 연산을 통해 계산된 정보를 저장하고 신규 UF 레이더 데이터를 수신할 때마다 저장된 정보를 로딩하여 무제한적으로 재사용할 수 있으므로 신속한 격자화를 도모할 수 있다. Since weather radar generates new UF radar data about every 10 minutes, it is necessary to quickly grid the received UF radar data at short intervals in order to analyze rainfall distribution. According to the present invention, it is possible to store the information calculated through one operation and to load the stored information and reuse it unlimitedly every time the new UF radar data is received, thereby achieving rapid gridization.

결국, 도 3의 일련의 과정은 최초 1번만 수행되고 그 이후 격자화 과정에서는 반복되지 않으며, 동일한 레이더 사이트의 관측자료를 계속적으로 격자화할 때에는 동일한 정보의 반복적인 로딩은 불필요하므로 저장된 정보를 로딩하는 도 4의 S31 및 S33 단계는 생략될 수 있다.As a result, the series of processes of FIG. 3 are performed only once and are not repeated in the subsequent lattice process, and the repeated loading of the same information is unnecessary when continuously latticing observation data of the same radar site. Steps S31 and S33 of Figure 4 may be omitted.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더 관측자료의 격자화 시스템의 블록도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 중복 설명을 피해 실시예를 설명하도록 한다.5 is a block diagram of a gridization system of radar observation data according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, the same configurations as those of the first embodiment of the present invention described with reference to Figs. 1 to 4 will be described with reference to embodiments not to be duplicated.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더 관측자료의 격자화 시스템은 수신부(110), 보간대상 위치산출부(120), 보간점 선정부(130), 보간계수 산출부(140), 정적정보 저장부(150), 및 반사도 산출부(160)를 포함한다. 이 중에서 수신부(110), 보간대상 위치산출부(120), 및 보간점 선정부(130)는 제1 실시예와 동일하므로 그 외의 구성에 대하여 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.Referring to FIG. 5, the gridization system of radar observation data according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a receiver 110, an interpolation target position calculating unit 120, an interpolation point selecting unit 130, and an interpolation coefficient calculating unit ( 140, a static information storage unit 150, and a reflectance calculator 160. Among them, the receiver 110, the interpolation target position calculating unit 120, and the interpolation point selecting unit 130 are the same as in the first embodiment, and thus, the rest of the configuration will be described based on differences from the first embodiment.

보간계수 산출부(140)는 보간대상 위치와 보간점 정보를 기초로 삼선형 보간을 수행하여 삼선형 보간 계수를 산출한다. 삼선형 보간 계수를 산출하는 것은 공지된 방법이므로 간략화를 위해 자세한 설명은 생략한다. 각각의 보간점에 대하여 삼선형 보간 계수가 산출되므로 보간점 수에 대응하여 총 8개의 삼선형 보간 계수가 계산될 것이다.The interpolation coefficient calculator 140 calculates the trilinear interpolation coefficient by performing trilinear interpolation based on the interpolation target position and the interpolation point information. Since calculating the trilinear interpolation coefficient is a well-known method, a detailed description thereof will be omitted for simplicity. Since trilinear interpolation coefficients are calculated for each interpolation point, a total of eight trilinear interpolation coefficients will be calculated corresponding to the number of interpolation points.

정적정보 저장부(150)는 보간점과 삼선형 보간 계수 정보를 저장하고, 이를 이용하여 격자 셀의 반사도를 구할 수 있도록 한다. 여기서, 정보의 저장시 데이터 파일명을 기초로 정보의 내용을 식별할 수 있도록 레이더 관측소 식별명, 기준 고도, 격자 해상도에 관한 정보를 포함하여 파일명을 생성할 수 있는 것은 제1 실시예와 동일하다.The static information storage unit 150 stores the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient information, and uses this to calculate the reflectivity of the grid cell. Here, the same as in the first embodiment, the file name can be generated by including the information on the radar station identification name, the reference altitude, and the grid resolution so that the content of the information can be identified based on the data file name when the information is stored.

반사도 산출부(160)는 수신부(110)에서 수신한 레이더 관측자료로부터 정적정보 저장부(150)에서 읽어온 보간점에 대응하는 관측값을 추출하고, 이 관측값과 8개의 삼선형 보간 계수를 연산하여 격자 셀의 반사도 값을 획득한다.The reflectance calculator 160 extracts an observation value corresponding to the interpolation point read from the static information storage unit 150 from the radar observation data received by the receiver 110, and calculates the observation value and eight trilinear interpolation coefficients. Calculation to obtain the reflectance value of the grid cell.

이처럼, 제1 실시예와 제2 실시예는 저장되는 정보의 종류와 격자 셀의 반사도 값을 계산하는 방법에 있어 차이가 존재하며, 다른 구성은 동일하다.As such, the first embodiment and the second embodiment have a difference in the type of information to be stored and the method of calculating the reflectivity value of the grating cell, and the other configurations are the same.

이하에서는 도 6과 도 7을 참조하여 제2 실시예에 따라 레이더 관측자료를 특정고도를 기준으로 격자화하는 과정을 살펴본다.Hereinafter, a process of lattice radar observation data based on a specific altitude according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

먼저 도 6을 참조하면, 제1 실시예와 동일하게 레이더 제원정보를 수신하고, 이를 기초로 생성할 격자자료의 기준고도와 격자 해상도를 결정하고, 격자의 행과 열의 수를 계산, 저장한다(S50, S51, S53). 또한, 격자 셀별로 보간대상 위치를 계산하고, 보간대상 위치에 대한 보간점을 선정하는 단계도 동일하게 수행된다(S55, S57).First, referring to FIG. 6, similarly to the first embodiment, radar specification information is received, a reference altitude and a grid resolution of grid data to be generated are determined based on the same, and the number of rows and columns of the grid is calculated and stored ( S50, S51, S53). In addition, the steps of calculating the interpolation target position for each grid cell and selecting an interpolation point for the interpolation target position are performed in the same manner (S55 and S57).

그리고, 모든 격자 셀에 대하여 계산된 보간대상 위치와 8개의 보간점을 기초로 삼선형 보간을 수행하여 총 8개의 삼선형 보간계수를 산출한다(S59, S61). 그리고, 격자 셀별로 구해진 보간점과 삼선형 보간계수를 저장하여 이후에 격자화 수행시 재사용될 수 있도록 한다(S63).In addition, a total of eight trilinear interpolation coefficients are calculated by performing trilinear interpolation based on the calculated interpolation target positions and eight interpolation points for all grid cells (S59 and S61). The interpolation point and the trilinear interpolation coefficient obtained for each grid cell are stored so that they can be reused later when the grid is performed (S63).

도 7을 참조하여, 도 6의 과정을 통해 저장된 정보를 이용하여 레이더 관측자료의 격자화가 이루어지는 과정을 살펴본다.Referring to FIG. 7, a process of lattice radar observation data is performed using information stored through the process of FIG. 6.

유관기관으로부터 UF 레이더 데이터를 수신하고(S70), 저장된 정보 중 수신한 UF 레이더 데이터와 레이더 관측소 식별명이 일치하고, 기준 고도, 격자 해상도가 동일한 보간점과 삼선형 보간계수에 관한 정보를 읽어온다(S71). 이때, 데이터 파일명을 통하여 정보를 쉽게 식별하여 로딩할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.Receives UF radar data from the relevant organization (S70), and reads information on interpolation points and trilinear interpolation coefficients having the same UF radar data and radar station identification names among the stored information, and the same reference altitude and grid resolution. S71). In this case, the information can be easily identified and loaded through the data file name as described above.

모든 격자 셀에 대한 정보가 로딩되면, UF 레이더 데이터로부터 읽어온 보간점 정보에 대응되는 관측값을 추출한다(S73, S75). 이후, 모든 격자 셀에 대하여 관측값과 삼선형 보간 계수를 기초로 연산하여 반사도를 획득한다(S77, S79).When the information on all the grid cells is loaded, the observation values corresponding to the interpolation point information read from the UF radar data are extracted (S73 and S75). Subsequently, the reflectivity is obtained by calculating the lattice cells based on the observed values and the trilinear interpolation coefficients (S77 and S79).

그리고, 구해진 격자 셀 반사도를 저장하여 격자자료를 생성한다(S81).Then, the obtained grid cell reflectivity is stored to generate grid data (S81).

한편, 제1 실시예와 마찬가지로, 격자자료로 생성하려는 레이더 사이트가 미리 알려진 경우에는 레이더 관측소 식별명을 기초로 저장정보를 먼저 로딩하고 UF 레이더 데이터 수신시 바로 로딩된 저장정보를 이용하여 격자화를 수행할 수도 있다.On the other hand, as in the first embodiment, when the radar site to be generated from the grid data is known in advance, the storage information is loaded first based on the radar station identification name, and the gridization is performed using the stored information immediately loaded when receiving the UF radar data. It can also be done.

또한, 도 6의 일련의 과정은 최초 1번만 수행되고 그 이후 격자화 과정에서는 반복되지 않으며, 동일한 레이더 사이트의 관측자료를 계속적으로 격자화할 때에는 동일한 정보의 반복적인 로딩은 불필요하므로 저장된 정보를 로딩하는 도 7의 S71 및 S73 단계는 생략될 수 있다.In addition, the series of processes of FIG. 6 are performed only once and are not repeated in the subsequent lattice process, and the repeated loading of the same information is unnecessary when continuously latticing observation data of the same radar site. Steps S71 and S73 of FIG. 7 may be omitted.

그리고, 제1 실시예 및 제2 실시예 모두 다양한 격자 해상도, 기준 고도, 레이더 장소에 따라 미리 정보를 저장하여 놓고, 향후 UF 레이더 데이터 수신시 수신한 레이더 데이터에 대응하는 정보를 선택적으로 로딩하여 다양한 기준고도 및 격자크기에 대하여 활용할 수 있을 것이다.The first and second embodiments both store information in advance according to various grid resolutions, reference altitudes, and radar locations, and selectively load information corresponding to radar data received when receiving UF radar data. It can be used for reference altitude and grid size.

지금까지 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명이 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것을 이해할 수 있을 것이다.While some embodiments of the present invention have been described so far, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

그러므로, 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의하여 정해져야 할 것이다.
Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined by the appended claims and their equivalents.

10, 110 : 수신부 20, 120 : 보간대상 위치산출부
30, 130 : 보간점 선정부 40, 150 : 정적정보 저장부
50, 160 : 반사도 산출부 140 : 보간계수 산출부10, 110: receiver 20, 120: interpolation target position calculation unit
30, 130: interpolation point selector 40, 150: static information storage unit
50, 160: reflectance calculator 140: interpolation coefficient calculator

Claims (10)

특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자화하는 레이더 관측자료의 격자화 방법에 있어서,
레이더 관측소 식별명, 레이더 관측원점, 레이더의 관측거리범위와 관측거리간격, 관측 고도각 종류, 및 관측 방위각 간격을 포함하는 레이더 제원정보를 획득하는 단계;
격자화하려는 기준 고도와 격자 해상도를 결정하는 단계;
레이더의 관측거리범위와 상기 격자 해상도를 기초로 격자의 행과 열의 수를 계산하는 단계;
상기 격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 단계;
상기 보간대상 위치에서의 레이더 반사도 값의 보간을 위하여 상기 레이더 제원정보를 기초로 상기 보간대상 위치에 인접한 보간점을 선정하는 단계; 및
상기 격자 셀별로 구해진 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법.
In the lattice method of radar observation data to grid the radar observation data based on a specific altitude,
Obtaining radar specification information including a radar station identification name, radar observation origin, radar observation distance range and observation distance interval, observation altitude angle type, and observation azimuth interval;
Determining a reference altitude and grid resolution to be gridded;
Calculating the number of rows and columns of the grid based on the viewing range of the radar and the grid resolution;
Obtaining an interpolation target position on a reference elevation plane by calculating the observation distance, azimuth angle, and elevation angle of the observation origin of the radar and the center point of the grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid;
Selecting an interpolation point adjacent to the interpolation target position based on the radar specification information for interpolation of the radar reflectivity value at the interpolation target position; And
And storing information on the interpolation target position and the interpolation point obtained for each grid cell.
제1항에 있어서,
격자정보 생성을 위한 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하는 단계;
상기 격자 셀마다 저장된 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보 중에서 상기 UF 레이더 데이터와 레이더 관측소 식별명, 기준 고도, 및 격자 해상도가 서로 대응되는 정보를 읽어오는 단계;
상기 UF 레이더 데이터로부터 상기 보간점에 대응되는 관측값을 추출하는 단계;
상기 보간대상 위치, 상기 보간점 중 동일한 고도각을 가지는 보간점, 및 상기 관측값을 기초로 이중선형 보간을 수행하여 상·하면 보간값을 획득하는 단계; 및
상기 보간대상 위치의 고도각, 상기 보간점의 고도각 정보, 및 상기 상·하면 보간값을 기초로 선형 보간을 수행하여 상기 격자 셀의 반사도를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법.
The method of claim 1,
Receiving UF (Universal Format) radar data for generating grid information;
Reading information corresponding to the UF radar data, a radar station identification name, a reference altitude, and a grid resolution among the information on the interpolation target position and the interpolation point stored for each grid cell;
Extracting an observation value corresponding to the interpolation point from the UF radar data;
Acquiring upper and lower interpolation values by performing bilinear interpolation based on the interpolation target position, an interpolation point having the same elevation angle among the interpolation points, and the observation value; And
And obtaining a reflectivity of the grid cell by performing linear interpolation based on the elevation angle of the interpolation target position, the elevation angle information of the interpolation point, and the upper and lower interpolation values. How to grid the data.
특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자화하는 레이더 관측자료의 격자화 방법에 있어서,
레이더 관측소 식별명, 레이더 관측원점, 레이더의 관측거리범위와 관측거리간격, 관측 고도각 종류, 및 관측 방위각 간격을 포함하는 레이더 제원정보를 획득하는 단계;
격자화하려는 기준 고도와 격자 해상도를 결정하는 단계;
레이더의 관측거리범위와 상기 격자 해상도를 기초로 격자의 행과 열의 수를 계산하는 단계;
상기 격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 단계;
상기 보간대상 위치에서의 레이더 반사도 값의 보간을 위하여 상기 레이더 제원정보를 기초로 상기 보간대상 위치에 인접한 보간점을 선정하는 단계;
상기 보간 대상위치와 상기 보간점에 대한 정보를 기초로 삼선형 보간을 수행하여 상기 격자 셀마다 상기 보간점에 대한 삼선형 보간 계수를 계산하는 단계; 및
상기 격자 셀별로 상기 보간점과 상기 삼선형 보간 계수를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법.
In the lattice method of radar observation data to grid the radar observation data based on a specific altitude,
Obtaining radar specification information including a radar station identification name, radar observation origin, radar observation distance range and observation distance interval, observation altitude angle type, and observation azimuth interval;
Determining a reference altitude and grid resolution to be gridded;
Calculating the number of rows and columns of the grid based on the viewing range of the radar and the grid resolution;
Obtaining an interpolation target position on a reference elevation plane by calculating the observation distance, azimuth angle, and elevation angle of the observation origin of the radar and the center point of the grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid;
Selecting an interpolation point adjacent to the interpolation target position based on the radar specification information for interpolation of the radar reflectivity value at the interpolation target position;
Calculating trilinear interpolation coefficients for the interpolation points for each grid cell by performing trilinear interpolation based on the interpolation target position and the information on the interpolation points; And
And storing the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient for each lattice cell.
제3항에 있어서,
격자정보 생성을 위한 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하는 단계;
상기 격자 셀마다 저장된 상기 보간점과 상기 삼선형 보간 계수에 관한 정보 중에서 상기 UF 레이더 데이터와 레이더 관측소 식별명, 기준 고도, 및 격자 해상도가 서로 대응되는 정보를 읽어오는 단계;
상기 UF 레이더 데이터로부터 상기 보간점에 대응되는 관측값을 추출하는 단계; 및
상기 관측값과 상기 삼선형 보간 계수를 기초로 상기 격자 셀의 반사도를 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법.
The method of claim 3,
Receiving UF (Universal Format) radar data for generating grid information;
Reading information corresponding to the UF radar data, a radar station identification name, a reference altitude, and a grid resolution among the information on the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient stored for each grid cell;
Extracting an observation value corresponding to the interpolation point from the UF radar data; And
And calculating the reflectivity of the grating cell based on the observation value and the trilinear interpolation coefficient.
제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 격자 셀의 반사도에 강우와 레이더 반사도 관계식을 적용하여 강우 격자 자료를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법.
The method according to claim 2 or 4,
And generating rain grating data by applying a relationship between rainfall and radar reflectivity to the reflectivity of the grating cells.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 보간점을 선정하는 단계는,
상기 보간 대상위치의 관측거리와 인접한 전, 후의 관측거리를 구하는 단계;
상기 보간 대상위치의 고도각에 인접한 위, 아래의 고도각을 구하는 단계; 및
상기 보간 대상위치의 방위각에 인접한 전, 후의 방위각을 구하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료의 격자화 방법.
The method of claim 1 or 3, wherein the selecting of the interpolation point comprises:
Obtaining observation distances before and after the observation distances of the interpolation target positions;
Obtaining an elevation angle adjacent to an elevation angle of the interpolation target position; And
And obtaining an azimuth angle before and after the azimuth angle of the interpolation target position.
특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자로 생성하는 레이더 관측자료 격자화 시스템에 있어서,
격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 보간대상 위치산출부;
상기 격자 셀을 순회하면서 상기 레이더 관측자료를 기초로 상기 보간대상 위치의 고도각에 인접하는 상, 하 고도각, 상기 보간대상 위치의 방위각에 인접하는 전, 후 방위각, 및 상기 보간대상 위치의 관측거리에 인접하는 전, 후 관측거리를 판단하여 상기 보간대상 위치의 보간을 위한 보간점을 선정하는 보간점 선정부; 및
상기 격자 셀별로 상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보를 저장하는 정적정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료 격자화 시스템.
In the radar observation data grid system for generating a radar observation data grid based on a specific altitude,
Interpolation target position calculation unit that calculates the observation distance, azimuth, and altitude of the radar observation point and the center point of the grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid to obtain the interpolation target position on the reference elevation plane. ;
Observation of the upper and lower elevation angles adjacent to the elevation angle of the interpolation target position, the front and rear azimuth angles adjacent to the azimuth angle of the interpolation target position, based on the radar observation data while traversing the grid cell. An interpolation point selecting unit which determines an interpolation point for interpolation of the interpolation target position by determining a before and after observation distance adjacent to a distance; And
And a static information storage unit for storing information about the interpolation target position and the interpolation point for each grid cell.
제7항에 있어서,
격자자료 생성을 위한 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하는 수신부; 및
상기 보간점에 대응하는 관측값을 상기 UF 레이더 데이터에서 추출하고, 상기 보간점 중 동일한 고도각을 가지는 보간점의 상기 관측값에 대하여 이중선형 보간을 수행하여 상·하면 보간값을 획득하고, 상기 상·하면 보간값에 대한 선형 보간을 수행하여 상기 격자 셀의 반사도를 구하는 반사도 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료 격자화 시스템.
The method of claim 7, wherein
Receiving unit for receiving UF (Universal Format) radar data for generating grid data; And
Extracts observation values corresponding to the interpolation points from the UF radar data, and performs upper and lower interpolation values by performing double linear interpolation on the observation values of the interpolation points having the same elevation angle among the interpolation points, and And a reflectance calculator for performing linear interpolation on upper and lower interpolation values to obtain reflectivity of the grid cells.
특정 고도를 기준으로 레이더 관측자료를 격자로 생성하는 레이더 관측자료 격자화 시스템에 있어서,
격자의 행과 열을 구성하는 격자 셀을 순회하면서 레이더의 관측원점과 상기 격자 셀의 중심점에 대한 관측거리, 방위각, 및 고도각을 계산하여 기준 고도면상의 보간대상 위치를 구하는 보간대상 위치산출부;
상기 격자 셀을 순회하면서 상기 레이더 관측자료를 기초로 상기 보간대상 위치의 고도각에 인접하는 상, 하 고도각, 상기 보간대상 위치의 방위각에 인접하는 전, 후 방위각, 및 상기 보간대상 위치의 관측거리에 인접하는 전, 후 관측거리를 판단하여 상기 보간대상 위치의 보간을 위한 보간점을 선정하는 보간점 선정부;
상기 보간대상 위치와 상기 보간점에 관한 정보를 이용하여 삼선형 보간을 수행하여 상기 보간점에 대한 삼선형 보간 계수를 계산하는 보간계수 산출부; 및
상기 격자 셀별로 상기 보간점과 상기 삼선형 보간 계수에 관한 정보를 저장하는 정적정보 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료 격자화 시스템.
In the radar observation data grid system for generating a radar observation data grid based on a specific altitude,
Interpolation target position calculation unit that calculates the observation distance, azimuth, and altitude of the radar observation point and the center point of the grid cell while traversing the grid cells constituting the rows and columns of the grid to obtain the interpolation target position on the reference elevation plane. ;
Observation of the upper and lower elevation angles adjacent to the elevation angle of the interpolation target position, the front and rear azimuth angles adjacent to the azimuth angle of the interpolation target position, based on the radar observation data while traversing the grid cell. An interpolation point selecting unit which determines an interpolation point for interpolation of the interpolation target position by determining a before and after observation distance adjacent to a distance;
An interpolation coefficient calculation unit configured to calculate trilinear interpolation coefficients for the interpolation points by performing trilinear interpolation using the interpolation target position and the information about the interpolation point; And
And a static information storage unit for storing information about the interpolation point and the trilinear interpolation coefficient for each grid cell.
제9항에 있어서,
격자자료 생성을 위한 UF(Universal Format) 레이더 데이터를 수신하는 수신부; 및
상기 UF 레이더 데이터로부터 상기 보간점에 대응하는 관측값을 추출하고, 상기 관측값과 상기 삼선형 보간 계수를 이용하여 상기 격자 셀의 반사도를 구하는 반사도 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 관측자료 격자화 시스템.10. The method of claim 9,
Receiving unit for receiving UF (Universal Format) radar data for generating grid data; And
The radar observation data grid further comprises a reflectance calculator for extracting an observation value corresponding to the interpolation point from the UF radar data, and calculating the reflectivity of the grating cell using the observation value and the trilinear interpolation coefficient. System.
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KR102014389B1 (en) * 2019-06-14 2019-08-26 국방과학연구소 Method and apparatus for estimating scatterng center

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