KR101465576B1 - 3D Weather Radar Expression System using GIS and Method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 평면 그리드 좌표 기반이 아닌 GIS 기반의 기상레이더 표출을 위해 실시간으로 획득되는 레이더 빔의 모든 레이더 변수들을 이용하며 레이더 빔을 3차원 GIS 맵과 정합하여 실제 레이더 방사 형태를 직관적으로 관측하고 기상레이더 데이터를 3차원 볼륨 데이터로 구축하며 3차원 볼륨 기상데이터의 변이를 관찰하고 빔 차폐 영향을 자동으로 보정함으로써, 기상레이더 표출의 정확도를 향상시키고 기상 예측의 정밀도를 극대화하는 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional weather radar display system and method using GIS, and more particularly, to a system and method for displaying three-dimensional weather radar using a GIS, By matching the radar beam with the 3D GIS map, it is possible to intuitively observe the actual radar radiation pattern, construct the weather radar data as the 3D volume data, observe the variation of the 3D volume weather data and automatically correct the beam shielding effect, The present invention relates to a three-dimensional weather radar display system and method using a GIS that improves the accuracy of radar display and maximizes the accuracy of weather prediction.
기상레이더 기술은 주파수 대역 필터링 기술의 향상과 멀티도플러 레이더 등의 발전으로 인해 보다 다양한 레이더 변수들을 획득하여 높은 해상도에서 대기 현상 구분의 정확성을 높여가고 있으며, 기상, 기후의 예측 정밀도가 향상되고 있다.Due to the improvement of frequency band filtering technology and the development of multi-Doppler radar, the weather radar technology is getting more various radar parameters, improving the accuracy of the atmospheric phenomenon classification at high resolution, and improving the prediction accuracy of weather and climate.
또한, 현재는 레이더 자료 뿐 아니라 지상 관측과 위성 관측을 활용함으로써 보다 정밀한 기상 분석이 가능해졌다. 그에 따라, 레이더 좌표계와 지상 좌표계의 정밀한 정합을 위해 GIS 데이터와 레이더 데이터를 동시에 표출하는 방법이 널리 사용되고 있다. 전 세계적으로 기상레이더 데이터 표출을 위해, 도 1에 도시한 바와 같이 저해상도의 2차원 GIS 좌표계 상에 레이더 자료를 표출하는 방법이 사용된다.In addition, more precise meteorological analysis is now possible using ground observation and satellite observations as well as radar data. Accordingly, a method of simultaneously displaying GIS data and radar data for precise matching between the radar coordinate system and the ground coordinate system is widely used. In order to express weather radar data globally, a method of expressing radar data on a low-resolution two-dimensional GIS coordinate system as shown in Fig. 1 is used.
그러나 이러한 종래의 평면적인 표출 방법에 따르면 도 2에 나타낸 바와 같이 실제 레이더의 설치고도 및 방사각(고도) 등이 전혀 고려되지 않아 데이터의 불확실성이 존재할 가능성이 있으며, 따라서 지상에서의 직관적인 관측 역시 어려운 문제점이 있었다.However, according to this conventional planar display method, as shown in FIG. 2, there is a possibility that data uncertainty exists because the actual height and the radiation angle (elevation) of the actual radar are not considered at all. Therefore, There was a difficult problem.
또한, 종래의 방법에 따르면 낮은 고도각의 관측에서 발생할 수 있는 Ground Clutter에 의한 빔 차폐에 따라 고도와 차폐의 정도를 알기 어려운 문제점이 있다.In addition, according to the conventional method, there is a problem that it is difficult to know the altitude and the degree of shielding due to the beam shielding by the ground clutter which can occur at the observation of the low elevation angle.
한편, 기상레이더 선진국들에서는 기상에코의 수직분포를 분석하거나, 에코의 전체적인 크기와 발달, 소멸에 대한 분석을 위해, 도 3과 같이 여러 고도각에서 평면관측을 수행하고(PPI), 여러 방위각에 대해서 수직 관측된(RHI) 자료들을 활용하여 3차원 볼륨 데이터를 구축하는 기법들을 개발한바 있다.In order to analyze the vertical distribution of meteoric echoes or to analyze the overall size, development, and extinction of echoes in the developed countries, we performed the surface observation at various elevation angles (PPI) as shown in Fig. Dimensional volume data using vertically observed (RHI) data.
그러나 이러한 3차원 데이터 구축 방법은 아직 실험 단계에 그치고 있으며 데이터의 구축에만 머무르고 있고, 하나의 데이터를 생성하기 위해 각 시간대별로 생성되는 레이더 데이터를 합성, 정합하여야 하므로 실시간 작업이 어려우며, 큰 계산 복잡성을 가지는 문제점이 있다.However, since the method for constructing the three-dimensional data is still in the experimental stage and remains only in the construction of data, in order to generate one data, it is necessary to synthesize and match the radar data generated for each time zone, There is a problem.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 평면 그리드 좌표 기반이 아닌 GIS 기반의 기상레이더 표출을 위해 실시간으로 획득되는 레이더 빔의 모든 레이더 변수들을 이용하며 레이더 빔을 3차원 GIS 맵과 정합하여 실제 레이더 방사 형태를 직관적으로 관측하고 기상레이더 데이터를 3차원 볼륨 데이터로 구축하며 3차원 볼륨 기상데이터의 변이를 관찰하고 빔 차폐 영향을 자동으로 보정함으로써, 기상레이더 표출의 정확도를 향상시키고 기상 예측의 정밀도를 극대화하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to overcome the above problems by using all the radar variables of the radar beam acquired in real time for GIS-based weather radar presentation, Maps with the map to intuitively observe the actual radar radiation pattern, build up the weather radar data as three-dimensional volume data, observe the variation of the three-dimensional volumetric data, and automatically correct the beam shielding effect to improve the accuracy of weather radar display And to maximize the accuracy of the weather prediction.
본 발명은 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템에 관한 것으로서, 별도의 기상레이더로부터 1차원 기상레이더 데이터를 수신하는 데이터수신수단과, 1차원 기상레이더 데이터에 대한 신호 처리를 거쳐 1차원 기상레이더 데이터를 생성하며, 생성한 1차원 기상레이더 데이터를 통합하여 2차원 기상레이더 데이터를 생성하는 데이터처리수단과, 1차원 및 2차원 기상레이더 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상으로 구성함으로써 3차원 기상레이더 데이터를 생성하는 레이더구성수단과, 3차원 기상레이더 데이터를 모니터단말기로 제공하는 레이더제공수단을 포함하는 중앙서버; 및 상기 중앙서버로부터 3차원 기상레이더 데이터를 수신하는 모니터단말기;를 포함한다.The present invention relates to a three-dimensional weather radar display system using GIS, which comprises data receiving means for receiving one-dimensional weather radar data from a separate weather radar, signal processing means for receiving one-dimensional weather radar data Dimensional weather radar data to generate two-dimensional weather radar data, and a three-dimensional weather radar data generating unit for generating two-dimensional weather radar data by integrating the generated one- And a radar providing means for providing the three-dimensional weather radar data to the monitor terminal; And a monitor terminal for receiving the three-dimensional weather radar data from the central server.
이때, 상기 레이더구성수단은, 레이더의 빔 폭 (Beam-width), 고도 (Elivation), 방위각 (Azimuth) 정보를 추적하며, 1차원 기상레이더 빔 신호 세기를 의사 색상 (Pseudo Color)으로 매핑하여 기상레이더 빔을 3차원 텍스츄어 (Texture)로 표현하고, 3차원 기상레이더 빔의 일부를 채우거나 비움으로써 3차원 기상레이더 빔을 생성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the radar configuration means tracks the beam-width, altitude, and azimuth information of the radar, maps the intensity of the one-dimensional weather radar beam signal to pseudo color, And a function of expressing the radar beam as a three-dimensional texture and generating a three-dimensional weather radar beam by filling or emptying a part of the three-dimensional weather radar beam.
또한 이때, 상기 레이더구성수단은, 3차원 기상레이더 데이터 중의 레이더 빔 형태를 설정 및 변경하는 빔변경수단; 3차원 기상레이더 데이터 중의 레이더 빔 임계값을 설정 및 변경하는 임계값변경수단; 및 3차원 기상레이더 데이터 중의 이중 편파 레이더 변수를 획득, 변환 및 분석하여 레이더 변수를 표출하는 변수표출수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, at this time, the radar constructing means may include: beam changing means for setting and changing the radar beam shape in the three-dimensional vapor radar data; Threshold changing means for setting and changing a radar beam threshold value in the three-dimensional weather radar data; And variable exposing means for acquiring, converting and analyzing double polarized radar variables in the three-dimensional weather radar data to display radar variables.
한편, 본 발명은 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 방법에 관한 것으로서, (A) 중앙서버가, 별도의 기상레이더로부터 1차원 기상레이더 데이터를 수신하는 단계; (B) 상기 중앙서버가, 1차원 기상레이더 데이터에 대한 신호 처리를 거쳐 1차원 기상레이더 데이터를 생성하며, 생성한 1차원 기상레이더 데이터를 통합하여 2차원 기상레이더 데이터를 생성하는 단계; (C) 상기 중앙서버가, 1차원 및 2차원 기상레이더 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상으로 구성함으로써 3차원 기상레이더 데이터를 생성하는 단계; 및 (D) 상기 중앙서버가, 3차원 기상레이더 데이터를 모니터단말기로 제공하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a 3D weather radar presentation method using GIS, comprising: (A) receiving a one-dimensional weather radar data from a separate weather radar; (B) generating, by the central server, one-dimensional weather radar data through signal processing for one-dimensional weather radar data and integrating the generated one-dimensional weather radar data to generate two-dimensional weather radar data; (C) generating three-dimensional weather radar data by constructing the central server into a three-dimensional solid shape using one-dimensional and two-dimensional weather radar data; And (D) the central server providing the 3D weather radar data to the monitor terminal.
이때, 상기 (C) 단계는, (C1) 상기 중앙서버가, 레이더의 빔 폭 (Beam-width), 고도 (Elivation), 그리고 방위각 (Azimuth) 정보를 추적하는 단계; (C2) 상기 중앙서버가, 1차원 기상레이더 빔 신호 세기를 의사 색상 (Pseudo Color)으로 매핑하여 기상레이더 빔을 3차원 텍스츄어 (Texture)로 표현하는 단계; 및 (C3) 상기 중앙서버가, 3차원 기상레이더 빔의 일부를 채우거나 비움으로써 3차원 기상레이더 빔을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step (C) may include: (C1) the central server tracks the beam-width, altitude, and azimuth information of the radar; (C2) the central server maps a one-dimensional weather radar beam signal intensity to a pseudo color to represent a weather radar beam as a three-dimensional texture; And (C3) the central server creating a three-dimensional weather radar beam by filling or emptying a portion of the three-dimensional weather radar beam.
또한 이때, 상기 (C) 단계는, (C4) 상기 중앙서버가, 3차원 기상레이더 데이터 중의 레이더 빔 형태를 설정 및 변경하는 단계; (C5) 상기 중앙서버가, 3차원 기상레이더 데이터 중의 레이더 빔 임계값을 설정 및 변경하는 단계; (C6) 상기 중앙서버가, 3차원 기상레이더 데이터 중의 이중 편파 레이더 변수를 획득, 변환 및 분석하여 레이더 변수를 표출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the step (C) may include: (C4) the central server setting and changing the radar beam shape in the three-dimensional weather radar data; (C5) the central server setting and changing a radar beam threshold value in the three-dimensional weather radar data; (C6) The central server acquires, converts and analyzes dual polarization radar variables in the three-dimensional weather radar data to display radar variables.
본 발명에 따르면, 실시간으로 획득되는 레이더 빔의 모든 레이더 변수들을 이용하며 레이더 빔을 3차원 GIS 맵과 정합하여 실제 레이더 방사 형태를 직관적으로 관측하고 기상레이더 데이터를 3차원 볼륨 데이터로 구축하며 3차원 볼륨 기상데이터의 변이를 관찰하고 빔 차폐 영향을 자동으로 보정함으로써, 기상레이더 표출의 정확도를 향상시키고 기상 예측의 정밀도를 극대화하는 효과가 있다.According to the present invention, all the radar variables of the radar beam acquired in real time are used and the radar beam is matched with the 3D GIS map to intuitively observe the actual radar radiation pattern, construct the weather radar data as the 3D volume data, Observing the variation of the volumetric data and automatically correcting the beam shielding effect has the effect of improving the accuracy of the weather radar display and maximizing the accuracy of the weather forecasting.
도 1은 종래 GIS 좌표계 상에 기상레이더 자료를 표출하는 방법을 설명하기 위한 참고도.
도 2는 실제의 기상레이더 방사 형식과 종래의 기상레이더 표출 방법 사이의 괴리를 설명하기 위한 참고도.
도 3은 종래 3차원 기상데이터 생성 방법을 설명하기 위한 참고도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템에 관한 전체 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 1차원 기상레이더 데이터에 관한 참고도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 2차원 기상레이더 데이터에 관한 참고도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 기상레이더 빔 생성을 설명하기 위한 참고도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태에 관한 예시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값 변경에 관한 예시도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 입체 형상 중의 레이더 변수 표출에 관한 예시도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 방법에 관한 전체 흐름도.1 is a reference diagram for explaining a method of displaying weather radar data on a conventional GIS coordinate system.
2 is a reference diagram for explaining a difference between an actual weather radar emission type and a conventional weather radar emission method.
3 is a reference diagram for explaining a conventional three-dimensional weather data generation method;
FIG. 4 is an overall view of a 3D weather radar display system using a GIS according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
5 is a reference diagram related to one-dimensional weather radar data according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a reference diagram related to two-dimensional weather radar data according to a preferred embodiment of the present invention;
7 is a reference diagram for explaining generation of a three-dimensional weather radar beam according to a preferred embodiment of the present invention.
8A to 8C are diagrams illustrating examples of a radar beam shape in a three-dimensional solid shape according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an exemplary view for changing a radar beam threshold value in a three-dimensional solid shape according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 10 is an exemplary view showing radar parameter display in a three-dimensional solid shape according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 11 is an overall flowchart of a three-dimensional weather radar display method using a GIS according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.Before describing the specific details for the practice of the invention, terms and words used in the specification and claims should be construed to enable the inventor to properly define the concept of a term in order to best describe its invention It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템에 관해 도 4 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a 3D weather radar display system using a GIS according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템에 관한 전체 구성도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 1차원 기상레이더 데이터에 관한 참고도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 2차원 기상레이더 데이터에 관한 참고도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 기상레이더 빔 생성을 설명하기 위한 참고도이고, 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태에 관한 예시도이며, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값 변경에 관한 예시도이고, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 입체 형상 중의 레이더 변수 표출에 관한 예시도이다.FIG. 4 is a general configuration diagram of a three-dimensional weather radar display system using a GIS according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 5 is a reference view of one-dimensional weather radar data according to a preferred embodiment of the present invention, 6 is a reference diagram related to a two-dimensional weather radar data according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 7 is a reference diagram for explaining a three-dimensional weather radar beam generation according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 8c is an exemplary view of a radar beam shape in a three-dimensional solid shape according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 9 is an exemplary view of changing a radar beam threshold value in a three-dimensional solid shape according to a preferred embodiment of the present invention And FIG. 10 is an exemplary diagram for radar parameter display in a three-dimensional solid shape according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템은, 중앙서버(100), 모니터단말기(200)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the 3D weather radar display system using GIS according to the preferred embodiment of the present invention includes a central server 100 and a monitor terminal 200.
중앙서버(100)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 기상레이더 표출 서비스를 제공하는 서버로서, 데이터수신수단(110), 데이터처리수단(120), 레이더구성수단(130), 레이더제공수단(140) 및 데이터베이스(150)를 포함한다.The central server 100 is a server for providing a 3D weather radar display service according to a preferred embodiment of the present invention and includes a data receiving unit 110, a data processing unit 120, a radar configuration unit 130, (140) and a database (150).
먼저, 데이터수신수단(110)는 별도의 기상레이더로부터 실시간으로 1차원 기상레이더 데이터를 수신하는데, 이러한 1차원 기상레이더 데이터의 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같다.First, the data receiving means 110 receives the one-dimensional weather radar data from another weather radar in real time. Such one-dimensional weather radar data is, for example, as shown in Fig.
다음으로, 데이터처리수단(120)은 데이터수신수단(110)이 수신한 1차원 기상레이더 데이터에 대한 신호 처리를 거쳐 1차원 기상레이더 데이터를 생성하며, 생성한 각각의 1차원 기상레이더 데이터를 통합하여 2차원 기상레이더 데이터를 생성하는데, 생성한 2차원 기상레이더 데이터의 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같다.Next, the data processing means 120 generates the one-dimensional weather radar data through the signal processing for the one-dimensional weather radar data received by the data receiving means 110, and integrates the generated one- Dimensional weather radar data, and the generated two-dimensional weather radar data is as shown in Fig.
다음으로, 레이더구성수단(130)은, 모니터단말기(200) 화면상에 실시간으로 제공할 수 있도록 실제 기상레이더의 빔 방사 형태를 모델링하여 3차원 입체 형상으로 구성하는데, 데이터처리수단(120)이 생성한 1차원 및 2차원 기상레이더 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상으로 구성함으로써 3차원 기상레이더 데이터를 생성한다.Next, the radar configuring unit 130 models the beam radiation pattern of the actual weather radar so that it can be provided on the screen of the monitor terminal 200 in real time to form a three-dimensional solid shape. The data processing unit 120 Dimensional weather radar data by using the generated one-dimensional and two-dimensional weather radar data to generate three-dimensional weather radar data.
구체적으로, 레이더구성수단(130)은, 레이더의 빔 폭 (Beam-width), 고도 (Elivation), 방위각 (Azimuth) 정보를 추적하며, 1차원 기상레이더 빔 신호 세기를 의사 색상 (Pseudo Color)으로 매핑하여 기상레이더 빔을 3차원 텍스츄어 (Texture)로 표현하고, 3차원 기상레이더 빔의 일부를 채우거나 비움으로써 도 7에 도시한 바와 같은 3차원 기상레이더 빔을 생성한다.Specifically, the radar composing unit 130 tracks the beam width, altitude, and azimuth information of the radar and converts the intensity of the one-dimensional weather radar beam signal into a pseudo color The weather radar beam is mapped to represent a three-dimensional texture, and a part of the three-dimensional weather radar beam is filled or emptied to generate a three-dimensional weather radar beam as shown in FIG.
한편, 레이더구성수단(130)은 빔변경수단, 임계값변경수단 및 변수표출수단을 포함할 수 있다.On the other hand, the radar constructing means 130 may include beam changing means, threshold changing means, and variable indicating means.
빔변경수단은 기상레이더 데이터를 3차원 입체 형상으로 구성함에 있어서 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태를 설정 및 변경하며, 이러한 변경은 레이더 변수 또는 분석/관측 용이성의 정도에 따라 기 설정되어 있는 형태에 따르거나 모니터단말기(200)로부터의 레이더 빔 형태 설정 신호를 수신함에 의해 수행될 수 있고, 레이더 빔 형태로는 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이 평면 빔, 육각형 빔, 원형 빔 등을 들 수 있다.The beam changing means sets and changes the radar beam shape in the three-dimensional three-dimensional shape in constructing the three-dimensional solid shape of the weather radar data, and the change is made to a predetermined form according to the radar parameters or the degree of analysis / observation easiness And receiving a radar beam shape setting signal from the monitor terminal 200. In the radar beam form, as shown in FIGS. 8A to 8C, a plane beam, a hexagonal beam, a circular beam, have.
임계값변경수단은 기상레이더 데이터를 3차원 입체 형상으로 구성함에 있어서 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값을 설정 및 변경하며, 이러한 임계값 변경은 기상레이더 자료의 중요도에 따라 기 설정되어 있는 임계값에 따르거나 모니터단말기(200)로부터의 레이더 빔 임계값 설정 신호를 수신함에 의해 수행될 수 있고, 이에 따라 사용자는 기상레이더 자료의 분석을 용이하게 할 수 있으며, 다양한 레이더 빔 임계값 변경의 예를 도 9에 나타내었다.The threshold value changing means sets and changes the radar beam threshold value in the three-dimensional solid shape in constructing the weather radar data into the three-dimensional solid shape, and the threshold value changing means changes the threshold value Or by receiving a radar beam threshold setting signal from the monitor terminal 200 so that the user can facilitate analysis of the weather radar data and provide examples of various radar beam threshold changes Is shown in Fig.
변수표출수단은 기상레이더 데이터를 3차원 입체 형상으로 구성함에 있어서 이중 편파 레이더 변수를 실시간으로 획득, 변환 및 분석하여 레이더 변수를 표출하며, 이러한 레이더 변수 표출의 예를 도 10에 나타내었다.In constructing the weather radar data into a three-dimensional solid shape, the variable expression means acquires, converts, and analyzes dual polarized radar variables in real time to express radar variables. An example of such radar variable display is shown in FIG.
다음으로, 레이더제공수단(140)은 레이더구성수단(130)이 생성한 3차원 기상레이더 데이터를 모니터단말기(200)로 제공하는데, 구체적으로 3차원 기상레이더 빔, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값, 레이더 변수를 제공한다.Next, the radar providing means 140 provides the three-dimensional weather radar data generated by the radar configuration means 130 to the monitor terminal 200. Specifically, the three-dimensional weather radar beam, the radar beam form in the three- , A radar beam threshold value in a three-dimensional shape, and a radar variable.
마지막으로, 데이터베이스(150)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 기상레이더 데이터 관련 정보들을 저장하며, 구체적으로는 3차원 기상레이더 빔, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값, 레이더 변수 등을 저장하고, 관련 정보가 갱신되었을 경우 갱신된 정보를 저장한다.Finally, the database 150 stores the information related to the three-dimensional weather radar data according to the preferred embodiment of the present invention, specifically, a three-dimensional weather radar beam, a radar beam shape in a three- Radar beam thresholds, radar parameters, etc., and stores the updated information when the related information is updated.
또한, 모니터단말기(200)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 기상레이더 표출 서비스를 제공받는 자의 단말기로서, 표출 시스템을 관리하는 관리자, 표출 시스템에 의한 기상 예측 뉴스를 시청하는 사용자 등의 단말기일 수 있다.In addition, the monitor terminal 200 is a terminal of a person who is provided with a 3D weather radar display service according to a preferred embodiment of the present invention. The terminal is an administrator managing the display system, a terminal for watching weather forecast news by the display system, Lt; / RTI >
모니터단말기(200)는 중앙서버(100)로부터 3차원 기상레이더 데이터를 수신하며, 구체적으로 3차원 기상레이더 빔, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값, 레이더 변수를 중앙서버(200)로부터 수신한다.The monitor terminal 200 receives the three-dimensional weather radar data from the central server 100 and specifically specifies the three-dimensional weather radar beam, the radar beam shape in the three-dimensional shape, the radar beam threshold value in the three- From the central server 200.
아울러, 모니터단말기(200)는 레이더 빔 형태 설정 신호, 레이더 빔 임계값 설정 신호를 중앙서버(100)로 전송한다.
In addition, the monitor terminal 200 transmits a radar beam shape setting signal and a radar beam threshold setting signal to the central server 100.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 방법에 관해 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a three-dimensional weather radar display method using a GIS according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 방법에 관한 전체 흐름도이다.11 is an overall flowchart of a 3D weather radar presentation method using a GIS according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 도 11에 도시한 바와 같이, 중앙서버(100)가, 별도의 기상레이더로부터 실시간으로 1차원 기상레이더 데이터를 수신한다(S10).First, as shown in Fig. 11, the central server 100 receives the one-dimensional weather radar data in real time from a separate weather radar (S10).
다음으로, 중앙서버(100)가, 1차원 기상레이더 데이터에 대한 신호 처리를 거쳐 1차원 기상레이더 데이터를 생성하며, 생성한 각각의 1차원 기상레이더 데이터를 통합하여 2차원 기상레이더 데이터를 생성한다(S20).Next, the central server 100 generates the one-dimensional weather radar data via the signal processing for the one-dimensional weather radar data, and combines the generated one-dimensional weather radar data to generate the two-dimensional weather radar data (S20).
다음으로, 중앙서버(100)가, 1차원 및 2차원 기상레이더 데이터를 이용하여 3차원 입체 형상으로 구성함으로써 3차원 기상레이더 데이터를 생성한다(S30).Next, the central server 100 generates three-dimensional weather radar data by constructing a three-dimensional solid shape using one-dimensional and two-dimensional weather radar data (S30).
S30 단계는, 중앙서버(100)가, 레이더의 빔 폭 (Beam-width), 고도 (Elivation), 방위각 (Azimuth) 정보를 추적하는 단계, 1차원 기상레이더 빔 신호 세기를 의사 색상 (Pseudo Color)으로 매핑하여 기상레이더 빔을 3차원 텍스츄어 (Texture)로 표현하는 단계, 3차원 기상레이더 빔의 일부를 채우거나 비움으로써 3차원 기상레이더 빔을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In step S30, the central server 100 tracks the beam-width, altitude, and azimuth information of the radar. The intensity of the one-dimensional weather radar beam signal is converted into a pseudo color, To represent the weather radar beam as a three-dimensional texture, and to generate a three-dimensional weather radar beam by filling or emptying a portion of the three-dimensional weather radar beam.
또한 S30 단계는, 중앙서버(100)가, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태를 설정 및 변경하는 단계, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값을 설정 및 변경하는 단계, 이중 편파 레이더 변수를 실시간으로 획득, 변환 및 분석하여 레이더 변수를 표출하는 단계를 포함할 수 있다.In step S30, the central server 100 sets and changes the radar beam shape in the three-dimensional solid shape, sets and changes the radar beam threshold value in the three-dimensional solid shape, and sets the dual polarized radar variable in real time Acquiring, transforming, and analyzing the radar parameters.
마지막으로, 중앙서버(100)가, 3차원 기상레이더 데이터를 모니터단말기(200)로 제공하며, 구체적으로 3차원 기상레이더 빔, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값, 레이더 변수를 제공한다(S40).Finally, the central server 100 provides the three-dimensional weather radar data to the monitor terminal 200, and more specifically, the three-dimensional weather radar beam, the radar beam shape in the three-dimensional shape, Value, and a radar variable are provided (S40).
도11에 도시된 바에 따르면, 본 발명은 1차원 기상레이더 데이터를 수신한 후, 2차원 및 3차원 데이터를 생성하고 나서 3차원 기상레이더 빔을 제공하는 것으로 도시하였으나, 사실상, 본 발명은 1차원 기상레이더 데이터(하나의 빔 Ray)로부터, 2차원 데이터 또는 3차원 기상레이더 빔을 바로 표출할 수 있기에 실시간 3차원 볼륨데이터 구현이 가능한 장점을 갖는다.11, the present invention is shown as receiving three-dimensional weather radar beams after receiving two-dimensional and three-dimensional data after receiving one-dimensional weather radar data. In fact, Since two-dimensional data or three-dimensional weather radar beam can be directly expressed from the weather radar data (one beam ray), real-time three-dimensional volume data can be realized.
즉, 실제 레이더 빔(하나의 빔 Ray)은 그 전파특성에 의해 방사되는 빔의 물리적인 폭과 부피를 갖는다. 본 발명은 이것을 그대로 3D 그래픽으로 GIS 상에 표현함으로써 2차원 데이터 생성 후 3차원 데이터를 생성하는 순차적 생성이 아닌, 상기 수신된 1차원의 기상레이더 데이터로부터 2차원 데이터, 3차원 볼륨 데이터, 3차원 빔 데이터를 동시에 실시간으로 구현할 수 있다.
That is, the actual radar beam (one beam Ray) has the physical width and volume of the beam emitted by its propagation characteristics. The present invention can be applied not only to sequential generation in which three-dimensional data is generated after generating two-dimensional data by expressing the same on a GIS in 3D graphics, but also in a case where two-dimensional data, three-dimensional volume data, three- Beam data can be simultaneously implemented in real time.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications can be made without departing from the invention. Accordingly, all such modifications and variations are intended to be included within the scope of the present invention.
100 : 중앙서버 110 : 데이터수신수단
120 : 데이터처리수단 130 : 레이더구성수단
140 : 레이더제공수단 150 : 데이터베이스
200 : 모니터단말기100: central server 110: data receiving means
120: data processing means 130: radar configuration means
140: Radar providing means 150: Database
200: Monitor terminal
Claims (6)
3차원 기상레이더 표출 서비스를 제공하는 중앙서버(100); 및
상기 중앙서버(100)로부터 3차원 기상레이더 데이터를 수신하는 모니터단말기(200)를 포함하여 구성되며,
상기 중앙서버(100)는,
별도의 기상레이더로부터 1차원 기상레이더 데이터를 수신하는 데이터수신수단(110)과,
1차원 기상레이더 데이터에 대한 신호 처리를 거쳐 1차원 기상레이더 데이터를 생성하며, 생성한 1차원 기상레이더 데이터를 통합하여 2차원 기상레이더 데이터를 생성하는 데이터처리수단(120)과,
1차원 및 2차원 기상레이더 데이터를 이용하여 실제 기상레이더의 빔 방사 형태를 모델링하여 3차원 입체 형상으로 구성함으로써 3차원 기상레이더 데이터를 생성하는 레이더구성수단(130)과,
3차원 기상레이더 데이터를 상기 모니터단말기(200)로 제공하되, 3차원 기상레이더 빔, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 형태, 3차원 입체 형상 중의 레이더 빔 임계값 및 레이더 변수를 제공하는 레이더제공수단(140)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 레이더구성수단(130)은,
레이더의 빔 폭 (Beam-width), 고도 (Elivation), 방위각 (Azimuth) 정보를 추적하며, 1차원 기상레이더 빔 신호 세기를 의사 색상 (Pseudo Color)으로 매핑하여 기상레이더 빔을 3차원 텍스츄어 (Texture)로 표현하고, 3차원 기상레이더 빔의 일부를 채우거나 비움으로써 3차원 기상레이더 빔을 생성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 레이더구성수단(130)은,
상기 모니터단말기(200)로부터 레이더 빔 형태 설정 신호를 수신하여 3차원 기상레이더 데이터 중의 레이더 빔 형태를 설정 및 변경하는 빔변경수단;
상기 모니터단말기(200)로부터 레이더 빔 임계값 설정 신호를 수신하여 3차원 기상레이더 데이터 중의 레이더 빔 임계값을 설정 및 변경하는 임계값변경수단; 및
3차원 기상레이더 데이터 중의 이중 편파 레이더 변수를 획득, 변환 및 분석하여 레이더 변수를 표출하는 변수표출수단;을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 중앙서버(100)는 1차원 기상레이더 데이터로부터 실시간으로 2차원 기상레이더 데이터 및 3차원 기상레이더 빔을 표출하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS를 이용한 3차원 기상레이더 표출 시스템.In a 3D weather radar display system using GIS,
A central server 100 for providing a 3D weather radar display service; And
And a monitor terminal (200) for receiving the three-dimensional weather radar data from the central server (100)
The central server (100)
A data receiving means (110) for receiving one-dimensional weather radar data from a separate weather radar,
A data processing means (120) for generating one-dimensional weather radar data via signal processing for one-dimensional weather radar data, and generating two-dimensional weather radar data by integrating the generated one-dimensional weather radar data,
A radar construction means 130 for generating three-dimensional weather radar data by constructing a three-dimensional solid shape by modeling a beam radiation shape of an actual weather radar using one-dimensional and two-dimensional weather radar data,
A radar providing means for providing three dimensional weather radar data to the monitor terminal 200 and providing a three dimensional weather radar beam, a radar beam shape in a three dimensional shape, a radar beam threshold value in a three dimensional shape, and a radar variable 140,
The radar construction means (130)
The radar beam-width, altitude, and azimuth information are tracked and the weather radar beam signal intensity is mapped to a pseudo color to generate a weather radar beam as a 3D texture ), And generating a three-dimensional weather radar beam by filling or emptying a part of the three-dimensional weather radar beam,
The radar construction means (130)
Beam changing means for receiving and setting a radar beam shape setting signal from the monitor terminal (200) to set and change a radar beam shape in the three-dimensional weather radar data;
Threshold changing means for receiving and setting a radar beam threshold value setting signal from the monitor terminal (200) to set and change a radar beam threshold value in the three-dimensional weather radar data; And
And a variable exposing means for acquiring, converting and analyzing double polarized radar variables in the three-dimensional weather radar data to display radar variables,
The central server (100) includes a function of displaying two-dimensional weather radar data and a three-dimensional weather radar beam in real time from one-dimensional weather radar data.
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