KR101771369B1 - 기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터 변수값 산출 방법 - Google Patents

기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터 변수값 산출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터링 변수값 산출 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 양상에 따른 기상 데이터 처리 장치는 기상 데이터에 기상 필터를 적용하여 목적하는 기상 신호를 획득하는 기상 데이터 처리 장치로, 기상 레이더로부터 상기 기상 데이터를 획득하는 통신부; 및 복수의 고도각 각각에 대한 상기 기상 데이터로부터 지형에코영역, 기상에코영역 및 노이즈영역을 각각 추출하고, 상기 복수의 고도각 별 상기 기상 데이터에 적용한 상기 기상 필터의 필터 수준의 변화에 따른 상기 지형에코영역과 노이즈영역을 손실율 및 상기 기상에코영역의 보존율 중 적어도 하나에 기초한 성능지수의 변화를 산출하여 상기 성능지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 수준을 상기 고도각의 최적의 필터 적용 수준으로 산출하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터 변수값 산출 방법{WEATHER DATA PROCESSING DEVICE AND METHOD FOR DECISION A FILTER VARIABLE VALUE FOR WEATHER SIGNAL EXTRACTION USING THE SAME}
본 발명은 기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터링 변수값 산출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고도각 별 필터 변수값을 적용하는 기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터링 변수값 산출 방법에 관한 것이다.
기상 관련 정보 중 강수에 대한 데이터는 일반적으로 기상 레이더를 이용하여 획득하게 된다. 여기서, 기상 레이더는 전자기파를 이용하는 원격탐사장비로 공중으로 전자기파를 송출하여 대기 중의 강수 입자 등에 의해 반사되는 신호를 수신하여 기상 데이터를 획득하는 장치이다.
이러한 기상 레이더의 수신 신호는 대기 중의 강수 입자에 의해 반사된 신호뿐만 아니라, 지형, 건물 및 비행체 등에 의해 반사되는 신호를 포함할 수 있다. 이러한 신호는 기상 데이터에 오류를 발생할 수 있는 신호로 일종의 노이즈 신호로 볼 수 있다. 기상 데이터의 정확도를 높이기 위해서는 이러한 노이즈 신호를 제거하는 것이 중요한데 이러한 노이즈 신호의 제거를 위해서는 필터가 사용된다.
필터를 이용한 노이즈 신호의 제거의 경우에는 노이즈 신호뿐만 아니라 기상 데이터까지 제거할 수 있기 때문에 적절한 필터를 사용하는 것이 매우 중요하다.
현재는 사용자의 선택에 따라 임의의 필터를 선택하게 되며, 사용자의 주관적인 판단에 의해 선택되기 때문에 사용자의 성향에 따라 필터가 달라지고 이에 따라 기상 데이터의 정확도에 영향을 미치는 단점이 발생한다.
본 발명의 일 과제는 고도각 별로 최적의 필터링 변수를 산출하는 기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터링 변수값 산출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 고도각 별로 산출된 최적의 필터링 변수를 이용하여 기상 신호를 획득하는 기상 데이터 처리 장치 및 이를 이용한 기상 신호 추출을 위한 필터링 변수값 산출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 기상 데이터에 기상 필터를 적용하여 목적하는 기상 신호를 획득하는 기상 데이터 처리 장치로, 기상 레이더로부터 상기 기상 데이터를 획득하는 통신부; 및 복수의 고도각 각각에 대한 상기 기상 데이터로부터 지형에코영역, 기상 에코영역 및 노이즈영역을 각각 추출하고, 상기 복수의 고도각 별 상기 기상 데이터에 적용한 상기 기상 필터의 필터 수준의 변화에 따른 상기 지형에코영역과 노이즈영역의 손실율 및 상기 기상 에코영역의 보존율 중 적어도 하나에 기초한 성능지수의 변화를 산출하여 상기 성능지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 수준을 상기 고도각의 최적의 필터 적용 수준으로 산출하는 제어부;를 포함하는 기상 데이터 처리 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 기상 데이터로부터 기상 신호를 획득하는데 있어서 적용할 기상 필터의 최적화된 변수값을 산출하는 방법으로, 기상 레이더로부터 고도각 별 상기 기상 데이터를 획득하는 단계; 상기 기상 데이터로부터 지형에코영역을 생성하는 단계; 상기 기상 데이터로부터 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계; 상기 고도각의 상기 기상 데이터로부터 필터 수준의 가변 적용 시 기상에코 보존율, 지형에코 및 노이즈의 손실율 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및 상기 기상에코 보존율, 지형에코 및 노이즈의 손실율 중 적어도 하나에 기초하여 성능지수의 변화를 산출하고, 상기 성능지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 수준을 상기 고도각의 최적의 필터 적용 수준으로 산출하는 단계;를 포함하는 기상 필터의 최적 변수값 산출 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 각 고도별로 미리 설정된 최적 필터 수준을 적용하여 기상 데이터로부터 기상 신호를 획득하는 방법으로, 제어부가 기상 데이터를 획득하는 단계; 제어부가 상기 기상 데이터에 적용 필터 종류를 설정하는 단계; 제어부가 상기 필터 종류 및 상기 고도각에 미리 설정된 필터 수준에 대한 설정을 불러오는 단계; 및 제어부가 상기 고도각에서의 상기 기상 데이터에 상기 미리 설정된 필터 수준을 적용하여 상기 기상 신호를 획득하는 단계;를 포함하는 기상 신호 획득 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면 상술한 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 고도각 별로 최적의 필터링 변수를 산출할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 고도각 별로 산출된 최적의 필터링 변수를 이용하여 기상 신호를 획득할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템(10000)을 나타내는 환경도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 장치(2000)의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 변수값 설정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상기상에코 및 노이즈 판단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IIR 필터 번호 별 성능 지수 변화를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SQI 임계치 변화에 따른 성능 지수 변화를 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 적용 방법을 위한 GUI를 나타내는 예시도이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 기상 데이터에 기상 필터를 적용하여 목적하는 기상 신호를 획득하는 기상 데이터 처리 장치로, 기상 레이더로부터 상기 기상 데이터를 획득하는 통신부; 및 복수의 고도각 각각에 대한 상기 기상 데이터로부터 지형에코영역, 기상에코영역 및 노이즈영역을 각각 추출하고, 상기 복수의 고도각 별 상기 기상 데이터에 적용한 상기 기상 필터의 필터 번호 및 품질제어변수의 변화에 따른 성능지수-상기 성능 지수는 지형에코영역에 대해 지형에코를 바르게 필터링 한 격자점의 개수, 제거하지 못한 격자점의 개수, 기상에코영역에 대해 지형에코로 오인하여 제거한 격자점의 개수에 기초하여 산출됨-의 변화를 산출하여 상기 성능지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수를 상기 고도각의 필터 번호 및 상기 품질제어변수로 획득하는 제어부;를 포함하는 기상 데이터 처리 장치가 제공될 수 있다.
또 상기 제어부는 상기 기상 데이터에서 미리 정해진 반사도에 대한 누적 발생 빈도 또는 평균반사도가 미리 정해진 백분율이거나, 미리 정해진 반사도값 이상인 영역을 상기 지형에코영역으로 추출할 수 있다.
또 상기 제어부는 상기 기상 데이터에서 상기 지형에코영역을 제외한 영역에 있어서, 상기 기상 데이터에 포함된 격자점 중 반사도가 미리 정해진 반사도 이상인 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 이상인 경우 상기 기상에코영역으로 추출할 수 있다.
또 상기 제어부는 상기 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 미만인 경우 노이즈 영역으로 추출할 수 있다.
또 상기 복수의 고도각 중 선택된 고도각에 대한 기상 데이터의 상기 기상에코영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 별로 반사도가 존재하는 격자점 개수의 비율인 기상에코의 보존율을 산출할 수 있다.
또 상기 지형에코영역의 전체 격자점에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 별로 레이더 관측변수가 제거된 격자점 개수의 비율인 상기 지형에코영역 손실율을 산출할 수 있다.
상기 노이즈영역의 전체 격자점에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 별로레이더 관측변수가 제거된 격자점 개수의 비율 인 상기 노이즈영역 손실율을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 기상 데이터로부터 기상 신호를 획득하는데 있어서 적용할 기상 필터의 최적화된 변수값을 산출하는 방법으로, 기상 레이더로부터 고도각 별 상기 기상 데이터를 획득하는 단계; 상기 기상 데이터로부터 지형에코영역을 생성하는 단계; 상기 기상 데이터로부터 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계; 상기 고도각의 상기 기상 데이터로부터 필터 번호 및 품질제어변수의 가변 적용 시 기상에코 보존율, 지형에코 및 노이즈의 손실율 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및 지형에코영역에 대해 지형에코를 바르게 필터링 한 격자점의 개수, 제거하지 못한 격자점의 개수, 기상에코영역에 대해 지형에코로 오인하여 제거한 격자점의 개수에 기초하여 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값의 가변에 따른 성능지수의 변화를 산출하고, 상기 성능지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값을 상기 고도각에 적용할 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값으로 산출하는 단계;를 포함하는 기상 필터의 최적 변수값 산출 방법이 제공될 수 있다.
또 상기 지형에코영역을 생성하는 단계는 상기 기상 데이터에서 미리 정해진 반사도에 대한 누적 발생 빈도 및 평균반사도 중 적어도 하나가 미리 정해진 백분율 이상이거나 특정반사도값) 이상인 영역을 상기 지형에코영역으로 설정할 수 있다.
또 상기 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계는 상기 기상 데이터에서 상기 지형에코영역을 제외한 영역에 있어서, 상기 기상 데이터에 포함된 격자점 중 반사도가 미리 정해진 반사도 이상인 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 이상인 경우 상기 기상에코영역으로 설정할 수 있다.
또 상기 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계는 상기 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 미만인 경우 노이즈 영역으로 설정할 수 있다.
또 상기 기상에코의 보존율은 해당 고도각의 기상 데이터의 상기 기상에코영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값에 따라 반사도가 나타나는 격자점 개수의 비율일 수 있다.
또 상기 지형에코영역 손실율은 상기 지형에코영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값에 따라 제거된 격자점 개수의 비율일 수 있다.
또 상기 노이즈영역 손실율은 상기 노이즈영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값에 따라 제거된 격자점 개수의 비율일 수 있다.
또 상기 기상 필터는 IIR 필터일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 각 고도별로 미리 결정된 최적 필터 수준을 적용하여 기상 데이터로부터 기상 신호를 획득하는 방법으로, 제어부가 기상 데이터를 획득하는 단계; 제어부가 상기 기상 데이터에 적용 필터 종류를 설정하는 단계; 제어부가 상기 필터 종류 및 고도각에 결정된 필터 수준에 대한 설정을 불러오는 단계; 및 제어부가 상기 고도각에서의 상기 기상 데이터에 상기 결정된 필터 수준을 적용하여 상기 기상 신호를 획득하는 단계;를 포함하는 기상 신호 획득 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면 상술한 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템(10000)을 나타내는 환경도이다.
도 1을 참조하면 레이더 시스템(10000)은 기상 레이더(1000) 및 레이더 데이터 처리 장치(2000)를 포함할 수 있다.
기상 레이더(1000)는 설치된 위치에서 공중으로 레이더 신호를 발신하고, 발신된 신호가 반사되어 돌아온 신호를 수신할 수 있다.
기상 레이더(1000)는 반사된 신호에 기초하여 기상 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어 기상 레이더는 에코 데이터를 포함하는 기상 데이터를 각 고도각 별로 획득할 수 있다.
예를 들어 기상레이더는 S-band, X-band, C-band 등의 통상적으로 기상 분야에서 사용되는 레이더일 수 있다.
기상 레이더(1000)는 획득한 기상 데이터를 데이터 처리 장치(2000)로 전송할 수 있다.
데이터 처리 장치(2000)는 기상 레이더(1000)로부터 획득한 기상 데이터를 가공할 수 있다. 여기서, 기상 데이터의 가공은 기상 데이터를 분석하는 데 있어서 최적의 데이터 상태로 기상 데이터를 보정하기 위하여 필터를 적용하는 것일 수 있다.
이러한 필터의 적용에 있어서 데이터 처리 장치(2000)는 다양한 필터를 지원할 수 있다. 예를 들어 데이터 처리 장치(2000)는 지형에코필터 및 품질제어변수를 지원할 수 있다. 지형에코필터는 지형에코 제거에 사용되는 필터로 예를 들어 IIR(Infinite Impulse Response)필터가 제공될 수 있다. 품질제어변수는 일반적인 노이즈 제거에 사용되는 값으로, 품질제어변수는 예를 들어 CCOR(Clutter Correction), CSR(Clutter to Signal Ratio), LOG((Signal + Noise)/Noise Ratio) 및 SQI(Singal Quality Index)등이 제공될 수 있다.
데이터 처리 장치(2000)는 필터링변수 임계값 설정 방법을 통하여 적용할 필터 번호 및 품질제어변수의 임계값을 산출할 수 있다. 또한 데이터 처리 장치(2000)는 산출된 필터 번호 및 품질제어변수의 임계값에 기초하여 필터를 적용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 장치(2000)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 데이터 처리 장치(2000)는 통신부(2100), 디스플레이부(2200), 입력부(2300), 저장부(2400) 및 제어부(2500)을 포함할 수 있다.
통신부(2100)는 외부 장치와 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다.
예를 들어 통신부(2100)는 기상 레이더(1000)와 연결되어 기상 데이터를 수신할 수 있다. 다른 예를 들어 통신부(2100)는 외부 서버 장치(미도시)와 연결되어 필터를 적용하여 획득한 기상 신호를 외부 서버 장치(미도시)로 전송할 수 있다.
디스플레이부(2200)는 정보를 시각적으로 출력할 수 있다.
예를 들어 디스플레이부(2200)는 통신부(21000)를 통하여 수신한 기상 데이터 및/또는 필터 적용된 기상 데이터를 시각적으로 출력할 수 있다. 다른 예를 들어 디스플레이부(2200)는 최적 임계치 산출에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들어 디스플레이부(2200)는 데이터 처리 장치(2000)의 동작에 필요한 GUI(graphical user interface)를 출력할 수 있다.
입력부(2300)는 사용자 선택에 대응하는 신호를 획득할 수 있다. 입력부(2300)는 사용자의 클릭(CLICK), 터치(TOUCH) 및 푸쉬(PUSH) 등의 동작에 대응하는 신호를 획득하여 제어부(2500)에 제공할 수 있다.
예를 들어 입력부(2300)는 마우스, 키보드, 조그셔틀, 휠 및 터치패널 등으로 제공될 수 있다.
저장부(2400)는 데이터를 저장할 수 있다.
예를 들어 저장부(2400)는 획득한 데이터를 저장할 수 있다. 다른 예를 들어 저장부(2400)는 데이터 처리 장치(2000)의 동작에 필요한 프로그램을 미리 저장할 수 있다.
제어부(2500)는 데이터 처리 장치(2000)의 동작을 제할 수 있다.
예를 들어 제어부(2500)는 데이터 처리 장치(2000)에 포함된 구성 중 적어도 일부의 동작을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(2500)는 필터링변수 임계값 설정 동작을 수행할 수 있다. 또 다른 예를 들어 제어부(2500)는 산출된 최적 필터링 번호 및 품질제어변수 임계값에 기초하여 필터를 적용하는 동작을 수행할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 6을 참조하여 필터링변수 임계값(여기서, 필터링변수 임계값은 필터 번호 및 품질제어변수 임계값에 대한 값임) 설정 방법을 설명하도록 한다.
이하에서 설명할 필터링변수 임계값 설정 방법의 측정 환경을 간략히 설명하면 각 필터들의 측정 환경은 서로 동일한 환경에서 측정하도록 설계될 수 있다. 예를 들어 기상 레이더의 관측 반경, 펄스폭, PRF, Vn (m/s) for λ=10, 안테나 회전속도, 샘플 수, 고도각 등의 환경을 동일하게 설계하여 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링변수 임계값 설정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면 필터링변수 임계값 설정 방법은 기상 데이터를 획득하는 단계(S100), 지형에코지도를 생성하는 단계(S200), 기상에코 및 노이즈를 판단하는 단계(S300), 기상에코 보존율과 지형에코 및 노이즈의 손실율을 분석하는 단계(S400) 및 최적의 필터 번호와 품질제어변수를 선택하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
제어부(2500)는 기상 데이터를 획득할 수 있다(S100).
제어부(2500)는 통신부(2100)를 통하여 기상 레이더(1000)로부터 기상 데이터를 획득할 수 있다.
제어부(2500)는 지형에코지도를 생성할 수 있다(S200),
제어부(2500)는 기상 데이터를 가공하여 지형에코지도를 생성할 수 있다.
제어부(2500)는 지형에코영역의 설정을 위해 반사도 자료를 누적하여 미리 정해진 반사도(예를 들어 10dBZ 이상)에 대한 누적 발생 빈도(Frequency of reflectivity, FOR) 또는 평균반사도(mean reflectivity)에 기초하여 지형에코영역을 생성할 수 있다. 예를 들어 제어부(2500)는 반사도 누적빈도분포에서 FOR이 60% (>0.6) 이상인 영역 또는 평균반사도가 20dBZ 이상인 영역을 지형에코영역으로 설정할 수 있다.
제어부(2500)는 기상에코 및 노이즈를 판단할 수 있다(S300).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상에코 및 노이즈 영역 판단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면 기상에코 및 노이즈 판단 방법은 기준값을 초과하는 격자점을 element로 설정하는 단계(S310), 인접 element를 그룹화하고 segment ID를부여하는 단계(S320), 인접 segment 그룹화 및 component ID 부여하는 단계(S330) 및 최종 강우 영역을 판단하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.
제어부(2500)는 기준값을 초과하는 격자점을 element로 설정할 수 있다(S310).
제어부(2500)는 대상 고도각에서의 원시 반사도 자료의 PPI(Plan Position Indicator)면에서 지형에코로 설정된 영역을 제외한 영역 중 반사도가 미리 정해진 값(예를 들어 12dBZ) 이상을 나타내는 격자점에 element ID를 부여할 수 있다. 여기서, 격자점을 element ID를 부여하는 것은 격자점에 고유의 식별번호를 부여하는 것을 의미할 수 있다.
또한 제어부(2500)는 element ID의 리스트를 저장부(2400)에 저장할 수 있다.
제어부(2500)는 인접한 격자점을 그룹화하여 segment ID 부여할 수 있다(S320).
제어부(2500)는 PPI면에서 시선방향으로 서로 미리 정해진 거리 이내에 위치한 격자점을 그룹화하여 segment로 설정할 수 있다. 또한 제어부(2500)는 설정된 segment에 segment ID를 부여할 수 있다. 여기서, 그룹화된 격자점들의 element ID 중 가장 낮은 element ID가 segment ID로 부여될 수 있다.
제어부(2500)는 인접 segment 그룹화 및 component ID 부여할 수 있다(S330).
제어부(2500)는 방위각 방향으로 미리 정해진 거리 이내에 위치한 segment들을 그룹화하여 component로 설정할 수 있다. 또한 제어부(2500)는 설정된 component에 component ID를 부여할 수 있다.
제어부(2500)는 최종 강우 영역을 설정할 수 있다(S340).
제어부(2500)는 component에서 면적 및/또는 길이가 임계치보다 작은 영역은 노이즈로 간주하고 기상에코영역에서 제외할 수 있다. 예를 들어 제어부(2500)는 component의 2차원 평면에서의 가로 및 세로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 길이 이하인 경우 노이즈로 간주하고 기상에코영역에서 제외할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(2500)는 2차원 평면에서 component의 가로 길이 및 세로 길이를 곱한 면적이 미리 정해진 면적 이하인 경우 노이즈로 간주하고 기상에코영역에서 제외할 수 있다. 따라서 제어부(2500)는 component 중 면적 및/또는 길이가 임계치보다 큰 component를 기상에코영역으로 설정할 수 있다.
제어부(2500)는 기상에코 보존율과 지형에코 및 노이즈의 손실율을 분석할 수 있다(S400).
기상에코의 보존율은 선택된 고도각의 PPI자료에서 기상에코영역내 전체 격점에 대해 필터 번호 혹은 품질제어변수에 따라 반사도가 존재하는 격자점 개수의 비율로 정의되며 하기 식 1.1에 의해 산출될 수 있다.
(1.1)
Figure 112016091198650-pat00001
지형에코 영역 내 레이더 관측변수의 손실율은 지형에코영역내의 전체 격자점 개수에 대해 필터 번호 혹은 품질제어변수에 따라 레이더 관측변수가 제거된 격자점 개수의 비율로써 하기 식 1.2에 따라 관측변수가 존재하는 격자점의 개수를 이용하여 산출될 수 있다.
(1.2)
Figure 112016091198650-pat00002
노이즈영역내 레이더 관측변수의 제거율은 노이즈영역내 전체 격자점 개수에 대서 필터 번호 혹은 품질제어변수에 따라 레이더 관측변수가 제거된 격자점 개수의 비율로써 하기 식 1.3에 따라 관측변수가 존재하는 격자점 개수를 이용하여 산출될 수 있다.
삭제
(1.3)
Figure 112016091198650-pat00003
최적필터 번호와 품질제어변수를 선택하는 단계(S500)
제어부(2500)는 최적의 필터 번호를 결정하기 위해 성능 지수를 산출할 수 있다. 지형에코필터에는 지형에코영역과 기상에코영역 마스크가 사용되었다.
제어부(2500)는 지형에코영역과 기상에코영역을 이용하여 지형에코영역에 대해 지형에코를 바르게 필터링 한 격자점의 개수는 Hit(H), 제거하지 못한 격자점의 개수는 Miss(M), 기상에코영역에 대해 지형에코로 오인하여 제거한 격자점의 개수는 Fail(F), 제거하지 않은 격자점의 개수는 Correct(C)로 산출할 수 있다.
또한 제어부(2500)는 산출된 Hit, Miss, Fail, Correct를 하기의 수식에 적용하여 각 필터 번호 및 품질제어변수 값별로 탐지확률(Probability of Detection, POD), 오경보율(False alarm rate, FAR) 및 성능 지수(Critical Success Index, CSI)를 산출할 수 있다. 예를 들어 제어부(2500)는 하기 식2.1을 이용하여 각 필터 번호 및 품질제어변수 값별로 탐지확률을 산출할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(2500)는 하기 식 2.2를 이용하여 각 필터 번호 및 품질제어변수 값 별로 오경보율을 산출할 수 있다. 또 다른 예를 들어 제어부(2500)는 하기 식 2.3을 이용하여 각 필터 번호 및 품질제어변수 값 별로 성능 지수(CSI)를 산출할 수 있다.
(식 2.1)
Figure 112016091198650-pat00004
(식 2.2)
Figure 112016091198650-pat00005
(식 2.3)
Figure 112016091198650-pat00006
제어부(2500)는 성능지수(CSI)에 기초하여 각 고도각별 최적 지형에코 필터 번호를 결정할 수 있다.
제어부(2500)는 품질제어변수를 결정하기 위해 품질제어변수 값에 대한 성능 지수를 산출할 수 있다.
제어부(2500)는 지형에코영역에 대해 노이즈로 인식하여를 바르게 필터링 한 격자점의 개수 Hit, 제거하지 못한 격자점의 개수 Miss, 강수에코영역에 대해 노이즈로 오인하여 제거한 격자점의 개수 Fail, 제거하지 않은 격자점의 개수는 Correct로 산출 할 수 있다.
품질제어변수의 경우에는 각각의 Hit, Miss, Fail, Correct는 전체 영역 내 격자점의 수로 정규화한(normalized frequency) 빈도가 사용되었으며, POD, FAR, CSI을 식 2.1~2.3을 이용하여 품질제어변수 값별로 산출할 수 있다.
제어부(2500)는 성능 지수에 기초하여 고도각로 별로 적용할 최적 필터 번호 및 품질제어변수 임계값을 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IIR 필터 번호 별 성능 지수 변화를 나타내는 예시도이다.
삭제
이하에서는 도 5를 참조하여 IIR 필터번호를 예시로 최적 필터 번호의 획득에 대해서 설명하도록 한다.
IIF 필터번호는 미리정해진 필터 번호 구간 동안의 성능 지수 값을 획득할 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 1번부터 15번까지의 필터 번호에 대한 측정값을 획득할 수 있다. 이러한 필터 번호 구간은 바람직하게는 상술한 필터 번호 구간으로 측정하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 선택에 따라 다양한 필터 번호 구간이 설정될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상술한 필터 번호 구간을 예시로 설명하도록 한다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이 고도각 0.2에서는 성능 지수(CSI)가 필터 번호 1부터 지속적으로 증가하여 8에서 최고점을 나타내며 이후 서서히 감소세를 보이는 것을 알 수 있다.
도 5(b)에 도시된 바와 같이 고도각 1.12에서는 성능 지수(CSI)가 필터 번호 1부터 증가세를 보이다 7에서 최고점을 나타내며 이후 서서히 감소세를 보이는 것을 알 수 있다.
도 5(c)에 도시된 바와 같이 고도각 2.81에서는 성능 지수(CSI)가 필터 번호 1부터 증가세를 보이다 7에서 최고점을 나타내며 이후 서서히 감소세를 보이는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SQI 임계치 변화에 따른 성능 지수 변화를 나타내는 예시도이다.
이하에서는 도 6을 참조하여 품질제어변수 중 SQI에 대한 임계값 획득에 대하여 설명하도록 한다.
SQI 시험관측에서는 각 고도각 별로 미리 정해진 간격에 따라 성능 지수값을 획득할 수 있다. 예를 들어 각 고도각 별로 0.0부터 0.80까지의 성능 지수값을 획득할 수 있으며, 이때 간격은 0.0~0.1까지는 0.02간격. 0.1~0.2는 0.03간격, 0.2 ~ 0.8까지는 0.1간격으로 증가시켜 성능 지수값을 획득할 수 있다. 이러한 간격은 바람직하게는 상술한 간격으로 측정하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 선택에 따라 다양한 간격으로 설정될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상술한 간격으로 측정된 성능 지수값을 예시적으로 설명하도록 한다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이 고도각 0.2에서는 성능 지수 값이 지속적으로 증가하여 0.3에서 최고점을 나타내며 이후 서서히 감소세를 보이는 것을 알 수 있다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이 고도각 1.12에서는 성능 지수 값이 증가세를 보이다 0.6에서 최고점을 나타내며 이후 서서히 감소세를 보이는 것을 알 수 있다.
도 6(c)에 도시된 바와 같이 고도각 2.81에서는 성능 지수 값이 증가세를 보이다 0.6에서 최고점을 나타내며 이후 서서히 감소세를 보이는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명된 IIR필터 번호 및 SQI 임계값에 따른 성능 지수 변화에서 설명된 고도각은 설명의 편의를 위한 일부 예시일 뿐이며, 선택에 따라 보다 적은 고도각 또는 보다 다양한 고도각 별 성능 지수가 산출될 수 있다. 또한 고도각의 간격 역시 선택에 따라 다양한 간격으로 설정될 수 있다.
또한 이상에서 SQI 임계값 외에 다른 품질제어 변수인 LOG, CSR, CCOR의 임계값 산출을 위한 측정의 간격을 예시적으로 설명하면, LOG측정은 0.0부터 3.0까지 21단계값 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 0.97, 1.15, 1.3, 1.45, 1.6, 1.75, 1.9, 2.05, 2.17, 2.3, 2.43, 2.55, 2.67, 2.8, 2.9, 3.0의 간격으로 측정될 수 있다. 또한 CSR 또는 CCOR 측정의 경우에는 CSR 또는 CCOR dB에서 40dB까지 5dB간격으로 측정할 수 있다. 이러한 간격은 상술한 IIR 및 SQI와 마찬가지로 선택에 따라 다양한 범위 및/또는 간격이 설정될 수 있다.
이하에서는 상술한 측정 방법에 따른 최적 필터 번호 선정에 대해 설명하도록 한다.
하기 표1은 IIR 필터 번호 별 성능 지수 변화에 기초한 최적 필터 번호 선정 결과를 나타내는 표이다.
고도각 0.2 고도각 1.12 고도각 2.81
필터번호 6,7,8 7 7
앞서 도 5에서 설명한 바와 같이 각 고도각 별로 필터 번호의 변화에 따라 성능 지수가 변화하는 것을 알 수 있다.
제어부(2500)는 각 고도각 별로 가장 높은 성능 지수를 나타내는 필터 번호를 해당 고도에서의 최적의 필터 번호를 결정할 수 있다.
또한 제어부(2500)는 하나의 고도각에서 복수의 최적의 필터 번호를 결정할 수 있다. 예를 들어 도 5(a)의 고도각 0.2에서와 같이 가장 높은 성능 지수와 실질적으로 유사한 성능 지수를 나타내는 다른 필터 번호가 존재하는 경우가 발생할 수 있다.
제어부(2500)는 가장 높은 성능 지수와 미리 정해진 값 이내의 차이를 보이는 다른 필터 번호가 존재하는 경우 가장 높은 성능 지수를 보이는 필터 번호를 최적의 필터 번호로 결정하고, 가장 높은 성능 지수와 미리 정해진 값 이내의 차이를 보이는 다른 필터 번호를 선택 가능한 후보군으로 설정할 수 있다. 이러한 후보군의 활용은 후술할 필터링 방법에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
고도각 0.2 고도각 1.12 고도각 2.81
임계값 0.3 0.6 0.6
하기 표2는 SQI에서 성능 지수 변화에 기초한 SQI 임계값 선정 결과를 나타내는 표이다.
제어부(2500)는 각 고도각 별로 가장 높은 성능 지수를 나타내는 SQI 값을 해당 고도에서의 SQI 임계값으로 결정할 수 있다.
또한 제어부(2500)는 IIR 필터와 마찬가지로 하나의 고도각에서 복수의 SQI 임계값을 후보군으로 결정할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 방법을 설명하도록 한다.
이하에서 설명되는 필터링 방법은 앞서 설명된 필터링변수 임계값에 의해 산출된 임계값을 이용하여 기상 데이터에 필러링을 수행하는 방법일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 필터링 방법은 기상 데이터를 획득하는 단계(S100), 적용 필터 종류를 설정하는 단계(S600), 필터링 임계값을 설정하는 단계(S700) 및 필터를 적용하는 단계(S800)을 포함할 수 있다.
제어부(2500)는 기상 데이터를 획득할 수 있다(S100).
제어부(2500)는 필터링할 기상 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어 제어부(2500)는 통신부(2100)를 통하여 기상 레이더(1000)로부터 기상 데이터를 획득할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(2500)는 저장부(2400)에 미리 저장된 기상 데이터들 중 선택된 기상 데이터를 필터링 할 대상 기상 데이터로 획득할 수 있다.
제어부(2500)는 적용할 필터의 종류를 설정할 수 있다(S600).
제어부(2500)는 입력부(2300)를 통하여 사용자의 선택을 입력 받아 기상 데이터에 적용할 지형에코필터 및 품질제어변수를 설정할 수 있다. 예를 들어 제어부(2500)는 지원 가능한 필터의 리스트를 디스플레이부(2200)를 통하여 출력할 수 있으며, 사용자에 의해 선택된 지형에코필터 및 품질제어변수를 기상 데이터에 적용할 필터로 설정할 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 제어부(2500)는 지형에코필터 및 품질제어변수 중 사용자에 의해 선택된 지형에코필터 및 품질제어변수를 기상 데이터에 적용할 필터로 설정할 수 있다.
제어부(2500)는 필터의 변수 정보를 설정할 수 있다(S700).
제어부(2500)는 선택된 필터의 종류에 따라 필요한 변수 정보를 설정할 수 있다. 예를 들어 제어부(2500)는 IIR 필터가 설정된 경우 각 고도각 별로 적용할 필터 번호를 결정할 수 있다. 다른 예를 들어 제어부(2500)는 SQI가 설정된 경우 각 고도각 별로 적용할 SQI 임계값을 설정할 수 있다.
제어부(2500)는 필터를 적용할 수 있다(S800).
제어부(2500)는 기상 데이터에 각 고도각 별로 필터를 적용할 수 있다.
제어부(2500)는 기상 데이터에 각 고도각 별로 필터를 적용하여 목적하는 기상 신호를 획득할 수 있다.
또한 제어부(2500)는 기상 데이터에 필터를 적용한 결과가 디스플레이부(2200)를 통하여 출력되도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(2500)는 기상 데이터에 필터를 적용한 결과를 저장부(2400)에 저장하도록 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 적용 방법을 위한 GUI를 나타내는 예시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 GUI의 일 영역에는 현재 적용 중인 필터의 종류가 표시될 수 있다. 또한, GUI의 다른 일 영역에는 필터 번호 및 임계값 등의 변수에 대한 정보가 표시될 수 있다.
GUI는 변경 가능한 필터의 리스트를 출력할 수 있는 필터 리스트 버튼을 포함할 수 있다. 필터 리스트 버튼이 선택되는 제어부(2500)는 선택 가능한 필터의 종류의 리스트 중 적어도 일부를 출력하도록 디스플레이부(2200)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(2500)는 필터 리스트에서 현재 필터와 다른 필터가 선택되는 경우 출력 중인 현재 필터를 변경하도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(2500)는 변경된 필터가 적용된 결과 산출하고, 산출된 결과가 출력되도록 제어할 수 있다.
GUI는 변경 가능한 변수 리스트를 출력할 수 있는 변수 리스트 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어 필터 번호의 경우 변수 리스트 버튼을 선택하면 앞서 설명한 후보군의 리스트가 출력될 수 있다. 이때 해당 고도각에 후보군이 존재하지 않을 경우 후보군 리스트에 후보군이 없음을 출력하거나 최적 필터 번호만을 출력할 수 있다.
이밖에도 GUI는 고도각을 표시 및/또는 선택할 수 있는 오브젝트를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 GUI는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 사용자의 선택에 따라 일부 오브젝트가 제외되어 제공될 수 있으며, 선택에 따라 보다 다양한 오브젝트가 제공될 수 있다. 예를 들어 기 저장된 기상 데이터를 선택하여 적용할 대상 기상 데이터를 선택할 수 있는 오브젝트 및/또는 UI를 더 포함할 수 있으며, 필터 적용 및/또는 취소를 선택할 수 있는 오브젝트를 더 포함할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1000 기상 레이더 2000 데이터 처리 장치
2100 통신부 2200 디스플레이부
2300 입력부 2400 저장부
2500 제어부

Claims (19)

  1. 기상 데이터에 기상 필터를 적용하여 목적하는 기상 신호를 획득하는 기상 데이터 처리 장치로,
    기상 레이더로부터 상기 기상 데이터를 획득하는 통신부; 및
    복수의 고도각 각각에 대한 상기 기상 데이터로부터 지형에코영역, 기상에코영역 및 노이즈영역을 각각 추출하고, 상기 복수의 고도각 별 상기 기상 데이터에 적용한 상기 기상 필터의 필터 번호 및 품질제어변수 값의 변화에 따른 성능지수-상기 성능 지수는 지형에코영역에 대해 지형에코를 바르게 필터링 한 격자점의 개수, 제거하지 못한 격자점의 개수 및 기상에코영역에 대해 지형에코로 오인하여 제거한 격자점의 개수에 기초하여 산출됨-의 변화를 산출하여 상기 성능 지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값을 상기 고도각에 적용할 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값으로 획득하는 제어부;를 포함하는
    기상 데이터 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기상 데이터에서 미리 정해진 반사도에 대한 누적 발생 빈도가 미리 정해진 값 이상인 영역 또는 평균반사도가 미리 정해진 반사도값 이상인 영역을 상기 지형에코영역으로 추출하는
    기상 데이터 처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기상 데이터에서 상기 지형에코영역을 제외한 영역에 있어서, 상기 기상 데이터에 포함된 격자점 중 반사도가 미리 정해진 반사도 이상인 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 이상인 경우 상기 기상에코영역으로 추출하는
    기상 데이터 처리 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 미만인 경우 노이즈 영역으로 추출하는
    기상 데이터 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 고도각 중 선택된 고도각에 대한 기상 데이터의 상기 기상에코영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 별로 반사도가 존재하는 격자점 개수의 비율인 기상에코의 보존율을 산출하는
    기상 데이터 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 지형에코영역의 전체 격자점에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 별로 레이더 관측변수가 제거된 격자점 개수의 비율인 상기 지형에코영역 손실율을 산출하는
    기상 데이터 처리 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 노이즈영역의 전체 격자점에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 별로레이더 관측변수가 제거된 격자점 개수의 비율 인 상기 노이즈영역 손실율을 산출하는
    기상 데이터 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 성능지수는 하기 식에 의해 산출되는
    Figure 112016091198650-pat00007

    (여기서, CSI는 성능지수, H는 타겟을 제거한 수, M은 타겟을 제거하지 못한 수, F는 기상에코를 제거한 수 이고, 상기 타겟은 상기 지형에코 및 노이즈 중 적어도 하나인)
    기상 데이터 처리 장치.
  9. 기상 데이터로부터 기상 신호를 획득하는데 있어서 적용할 기상 필터의 최적화된 변수값을 산출하는 방법으로,
    기상 레이더로부터 고도각 별 상기 기상 데이터를 획득하는 단계;
    상기 기상 데이터로부터 지형에코영역을 생성하는 단계;
    상기 기상 데이터로부터 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계;
    상기 고도각의 상기 기상 데이터로부터 필터 번호 및 품질제어변수의 가변 적용 시 기상에코 보존율, 지형에코 및 노이즈의 손실율 중 적어도 하나를 산출하는 단계; 및
    지형에코영역에 대해 지형에코를 바르게 필터링 한 격자점의 개수, 제거하지 못한 격자점의 개수, 기상에코영역에 대해 지형에코로 오인하여 제거한 격자점의 개수에 기초하여 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값의 가변에 따른 성능지수의 변화를 산출하고, 상기 성능지수가 최고값을 나타내는 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값을 상기 고도각에 적용할 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 임계값으로 산출하는 단계;를 포함하는
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 지형에코영역을 생성하는 단계는 상기 기상 데이터에서 미리 정해진 반사도에 대한 누적 발생 빈도가 미리 정해진 백분율 이상인 영역을 상기 지형에코영역으로 설정하는
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계는 상기 기상 데이터에서 상기 지형에코영역을 제외한 영역에 있어서, 상기 기상 데이터에 포함된 격자점 중 반사도가 미리 정해진 반사도 이상인 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 이상인 경우 상기 기상에코영역으로 설정하는
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 기상에코영역 및 노이즈영역을 설정하는 단계는 상기 격자점들을 그룹화한 영역의 면적, 세로 길이 및 가로 길이 중 적어도 하나가 미리 정해진 값 미만인 경우 노이즈 영역으로 설정하는
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 기상에코의 보존율은 해당 고도각의 기상 데이터의 상기 기상에코영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값에 따라 반사도가 나타나는 격자점 개수의 비율인
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 지형에코영역 손실율은 상기 지형에코영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값에 따라 제거된 격자점 개수의 비율 인
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 노이즈영역 손실율은 상기 노이즈영역의 전체 격자점 개수에서 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수 값에 따라 제거된 격자점 개수의 비율 인
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 성능지수는 하기 식에 의해 산출되는
    Figure 112016091198650-pat00008

    (여기서, CSI는 성능지수, H는 타겟을 제어한 수, M은 타겟을 제거하지 못한 수, F는 기상에코를 제거한 수 이고, 상기 타겟은 상기 지형에코 및 노이즈 중 적어도 하나인)
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  17. 제9 항에 있어서,
    상기 기상 필터는 IIR 필터인
    기상 필터의 최적 변수값 산출 방법.
  18. 각 고도각별로 결정된 필터 번호 및 품질제어변수의 임계값을 적용하여 기상 데이터로부터 기상 신호를 획득하는 방법으로,
    제어부가 기상 데이터를 획득하는 단계;
    상기 제어부가 상기 기상 데이터에 적용할 필터 및 품질제어변수를 설정하는 단계;
    상기 제어부가 설정된 상기 적용할 필터 및 상기 품질제어변수에 기초하여 고도각 별로 적용할 필터 번호와 상기 품질제어변수의 임계값을 불러오는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 고도각 별로 상기 필터 번호 및 상기 품질제어변수의 임계값을 적용하여 상기 기상 신호를 획득하는 단계;를 포함하되,
    상기 고도각 별로 적용할 상기 필터 번호와 상기 품질제어변수의 임계값을 불러오는 단계에서 상기 고도각 별로 적용할 필터 번호는 복수의 필터 번호 중 성능지수가 가장 높은 값을 나타내는 필터 번호이고, 상기 고도각 별로 적용할 상기 품질제어변수의 임계값은 복수의 품질제어변수에 미리 정해진 복수의 값 중 성능지수가 가장 높은 값을 나타내는 값인
    기상 신호 획득 방법.
  19. 제9 내지 18항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101871316B1 (ko) * 2018-04-13 2018-06-29 대한민국 이중편파레이더의 강우량 추정을 위한 품질 관리 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체
KR101924792B1 (ko) 2018-04-24 2018-12-04 대한민국 레이더 관측망 구성을 위한 설치 위치 선정 장치 및 그 방법
KR102032481B1 (ko) * 2018-12-27 2019-10-15 한국건설기술연구원 지형 에코를 이용한 레이더 시스템 진단 장치 및 방법
KR102194427B1 (ko) * 2020-06-09 2020-12-23 대한민국 기상 레이더의 관측 정보를 위한 노이즈 제거 장치 및 방법
KR20210028512A (ko) * 2019-09-04 2021-03-12 연세대학교 산학협력단 심장의 전기 생리학적 특성 검출 장치 및 검출 방법
KR102544890B1 (ko) * 2022-11-18 2023-06-16 경북대학교 산학협력단 퍼지 논리 기반의 마이크로 강수레이더 간섭선 제거 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록 매체

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101383617B1 (ko) 2012-08-09 2014-04-17 연세대학교 산학협력단 일사량 예측 방법 및 장치
KR101469860B1 (ko) 2013-10-07 2014-12-08 부경대학교 산학협력단 기상 레이더 자료를 이용한 대류성 강우 특성 정보를 얻는 방법
KR101528525B1 (ko) 2014-05-14 2015-06-12 경북대학교 산학협력단 기상레이더 시선속도 필터 보정 방법, 이를 이용한 퍼지 품질관리 방법, 이 방법들을 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
KR101605526B1 (ko) 2015-07-28 2016-03-23 대한민국 비정상 전파에 의한 비 강수 에코 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101383617B1 (ko) 2012-08-09 2014-04-17 연세대학교 산학협력단 일사량 예측 방법 및 장치
KR101469860B1 (ko) 2013-10-07 2014-12-08 부경대학교 산학협력단 기상 레이더 자료를 이용한 대류성 강우 특성 정보를 얻는 방법
KR101528525B1 (ko) 2014-05-14 2015-06-12 경북대학교 산학협력단 기상레이더 시선속도 필터 보정 방법, 이를 이용한 퍼지 품질관리 방법, 이 방법들을 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
KR101605526B1 (ko) 2015-07-28 2016-03-23 대한민국 비정상 전파에 의한 비 강수 에코 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101871316B1 (ko) * 2018-04-13 2018-06-29 대한민국 이중편파레이더의 강우량 추정을 위한 품질 관리 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체
KR101924792B1 (ko) 2018-04-24 2018-12-04 대한민국 레이더 관측망 구성을 위한 설치 위치 선정 장치 및 그 방법
KR102032481B1 (ko) * 2018-12-27 2019-10-15 한국건설기술연구원 지형 에코를 이용한 레이더 시스템 진단 장치 및 방법
KR20210028512A (ko) * 2019-09-04 2021-03-12 연세대학교 산학협력단 심장의 전기 생리학적 특성 검출 장치 및 검출 방법
KR102297702B1 (ko) * 2019-09-04 2021-09-03 연세대학교 산학협력단 심장의 전기 생리학적 특성 검출 장치 및 검출 방법
KR102194427B1 (ko) * 2020-06-09 2020-12-23 대한민국 기상 레이더의 관측 정보를 위한 노이즈 제거 장치 및 방법
KR102544890B1 (ko) * 2022-11-18 2023-06-16 경북대학교 산학협력단 퍼지 논리 기반의 마이크로 강수레이더 간섭선 제거 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록 매체

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