KR101781609B1 - Correction method for reflectivity of single polarization radar using disdrometer and dual polarization radar - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우적계와 이중편파레이더의 반사도 값에 따라 우적계의 반사 자료를 이용하거나 이중편파레이더의 반사도 자료를 이용하여 단일편파레이더의 반사도 자료의 편차를 산출하여 보정하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 단일편파레이더의 반사도를 보정하는 방법에 있어서, 단일편파레이더와 우적계 및 이중편파레이더에서 관측된 반사도 자료를 각각 획득하는 제1단계; 상기 획득된 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 각각 기설정된 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2단계; 상기 판별에 따라 단일편파레이더와 우적계의 반사도 값이 임계반사도 값보다 높으면 우적계의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하고 단일편파레이더와 우적계의 반사도 값이 임계반사도 값보다 낮으면 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 제3단계; 및 상기 산출된 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법을 기술적 요지로 한다. The present invention relates to a method of correcting the reflectivity of a single-polarized radar using a right-handed system and a dual-polarized radar, and more particularly, to a method of correcting the reflectivity of a dual- The present invention relates to a method for correcting the reflectivity of a single polarized radar using a dual-polarity radar and a dual-polarity radar that calculates and corrects deviation of reflectivity data of a single polarized radar using data.
According to the present invention there is provided a method of compensating for the reflectivity of a single polarized radar, comprising the steps of: obtaining a single polarized radar and reflectance data observed in both the right and dual polarized radar respectively; A second step of determining whether the reflectivity values of the obtained single polarization radar and the reflectivity data of the right-handed system are respectively larger than predetermined threshold reflectance values; If the reflectivity value of the single polarized radar and the right-handed system is higher than the critical reflection value according to the above discrimination, the deviation of the single polarized radar with respect to the reflectivity data is calculated based on the reflectivity data of the right- A third step of calculating a deviation of the single polarized radar with respect to the reflectivity data based on the reflectivity data of the dual polarized radar when the reflectivity is lower than the reflectivity value; And a fourth step of applying the calculated deviation to the reflectivity data of the single polarization radar to correct the calculated deviation. [5] The method of claim 1,
Description
본 발명은 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우적계와 이중편파레이더의 반사도 값에 따라 우적계의 반사 자료를 이용하거나 이중편파레이더의 반사도 자료를 이용하여 단일편파레이더의 반사도 자료의 편차를 산출하여 보정하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of correcting the reflectivity of a single-polarized radar using a right-handed system and a dual-polarized radar, and more particularly, to a method of correcting the reflectivity of a dual- The present invention relates to a method for correcting the reflectivity of a single polarized radar using a dual-polarity radar and a dual-polarity radar that calculates and corrects deviation of reflectivity data of a single polarized radar using data.
일반적으로 기상레이더는 짧은 시간에 발달하는 위험기상현상을 매우 효율적으로 감시 및 예측할 수 있도록 전파를 지상으로 발사하여 구름이나 빗방울 등의 관측 목표물로부터 반사되거나 산란되어 오는 반사도를 관측하여 강우 구역과 강우 강도를 추정하는 장비이다. Generally, the weather radar launches the radio wave to the ground so as to monitor and predict the dangerous weather phenomenon that develops in a short period of time very efficiently, and observes the reflectance reflected or scattered from the observation target such as clouds or raindrops, .
이러한 기상레이더는 넓은 영역을 매우 빠른 속도로 반사도를 측정하는 이점이 있으므로 넓은 영역에 대한 강우량을 산출할 수 있는 가장 효율적인 원격 기상탐사 장비 중의 하나이다. Such a weather radar is one of the most efficient remote meteorological instruments capable of producing rainfall over a large area because it has the advantage of measuring reflectivity at very high speeds over a large area.
즉, 빗방울 등의 관측 목표물로부터 반사되거나 산란되어 오는 반사도는 기상레이더에서 발사되는 펄스 볼륨 내에 존재하는 물방울의 크기분포와 관계가 있고 강우량도 물방울의 크기분포에 대한 함수이므로 반사도와 강우량과의 관계식(Z-R 관계식)을 통해 기상레이더의 반사도로부터 강우량을 추정하고 있다. In other words, the reflectivity that is reflected or scattered from the observation target such as raindrops is related to the size distribution of the water droplets in the pulse volume emitted from the weather radar and the rainfall is a function of the water droplet size distribution. ZR relation), the rainfall is estimated from the reflectivity of the weather radar.
그러나 기상레이더에서 측정되는 반사도 값은 강우의 감쇠나 송신기의 캘리브레이션 에러 등에 의한 요인으로 반사도 손실이 많이 발생하면서 강우량 산출시 많은 오차를 유발한다. However, the reflectivity value measured in the weather radar is caused by the attenuation of the rainfall or the calibration error of the transmitter, which causes a lot of reflection loss and causes a lot of error in the calculation of the rainfall amount.
특히, 단일편파레이더의 경우에는 전파를 수평방향으로만 발사하여 반사도를 관측하는 구조이므로 반사도 보정을 위해 사용할 수 있는 다른 변수들이 관측되지 않아 자체 보정이 용이하지 못하여 강우량 산정에 많은 오차가 포함되는 문제점이 있다. Particularly, in the case of a single-polarized radar, since the reflectivity is observed by emitting the radio wave only in the horizontal direction, there are many other errors in the calculation of the rainfall due to the fact that the self- .
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해서는 단일편파레이더의 반사도 오차를 신뢰성 있게 보정하여 강우량 추정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 반사도 보정 기법에 대한 연구가 필요하다. In order to solve the above problems, it is necessary to study a reflection compensation technique that can reliably correct the reflection error of a single polarized wave radar to improve the accuracy of rainfall estimation.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 단일편파레이더의 반사도 값을 신뢰성 있게 보정하여 강우량 추정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above problems and provides a method of correcting the reflectivity of a single polarized radar The purpose is to provide.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법은 단일편파레이더의 반사도를 보정하는 방법에 있어서, 단일편파레이더와 우적계 및 이중편파레이더에서 관측된 반사도 자료를 각각 획득하는 제1단계; 상기 획득된 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 각각 기설정된 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2단계; 상기 판별에 따라 단일편파레이더와 우적계의 반사도 값이 임계반사도 값보다 높으면 우적계의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하고 단일편파레이더와 우적계의 반사도 값이 임계반사도 값보다 낮으면 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 제3단계; 및 상기 산출된 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of correcting the reflectivity of a single-polarized radar using a dual-polarity radar and a dual-polar radar, A first step of acquiring respective reflectivity data; A second step of determining whether the reflectivity values of the obtained single polarization radar and the reflectivity data of the right-handed system are respectively larger than predetermined threshold reflectance values; If the reflectivity value of the single polarized radar and the right-handed system is higher than the critical reflection value according to the above discrimination, the deviation of the single polarized radar with respect to the reflectivity data is calculated based on the reflectivity data of the right- A third step of calculating a deviation of the single polarized radar with respect to the reflectivity data based on the reflectivity data of the dual polarized radar when the reflectivity is lower than the reflectivity value; And a fourth step of applying the calculated deviation to reflectivity data of a single polarized wave radar and correcting it.
상기 제2단계는 상기 우적계의 반사도 자료를 단일편파레이더의 관측 주기에 대응되게 변환하는 제2a단계; 상기 변환된 우적계의 반사도 자료에 대한 관측지점과 대응되는 단일편파레이더의 반사도 자료를 매칭시키는 제2b단계; 및 상기 매칭된 단일편파레이더의 반사도 자료와 변환된 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 각각 기설정된 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2c단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.The second step includes: a step 2a of converting the reflectivity data of the right-side system to correspond to the observation period of the single-polarity radar; A step 2b of matching the reflectivity data of the single polarized wave radar with the observation point of the converted reflectance data of the user ' s system; And a second step c2) of determining whether the reflectivity of the matched single-polarity radar and the reflectivity of the converted right-eye system is greater than a preset threshold reflectivity value, respectively.
상기 제3단계에서 편차를 이중편파레이더의 반사도 자료를 토대로 산출하는 것은 상기 획득된 이중편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 이중편파레이더에서 관측된 차등반사도 자료와 비차등위상차 자료를 이용하여 보정하는 제3a단계; 상기 단일편파레이더와 이중편파레이더 간에 관측 고도각 차이가 가장 작은 관측 고도각에 대한 단일편파레이더의 반사도 자료와 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료 중에서 단일편파레이더와 이중편파레이더의 사이 동일거리에 있는 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료의 샘플수를 개수하는 제3b단계; 상기 개수된 반사도 자료의 샘플수가 기설정된 기준샘플수보다 많으면 단일편파레이더와 이중편파레이더의 사이 동일거리에 있는 동일라인 상에 존재하는 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 편차를 산출하고, 개수된 반사도 자료의 샘플수가 기설정된 기준수보다 작으면 단일편파레이더와 이중편파레이더를 포함하는 동일도메인 상에 존재하는 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 편차를 산출하는 제3c단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다. In the third step, the deviation is calculated based on the reflectivity data of the dual polarized radar. The reflectance value of the obtained double polarized radar is calculated by using the differential reflectance data and the non-differential phase difference data observed in the dual polarized radar Step 3a; The reflectivity data of the single polarized radar for the observation altitude angle having the smallest observation altitude angle difference between the single polarized radar and the dual polarized radar and the reflectivity data of the corrected dual polarized radar are the same distance between the single polarized radar and the dual polarized radar A step 3b of counting the number of samples of reflectivity data of a single polarized wave radar existing on the same line; If the number of samples of the reflected data exceeds the predetermined reference number of samples, then the reflectivity data of the compensated dual polarized radar on the same line at the same distance between the single polarized radar and the dual polarized radar and the reflectivity data of the single polarized radar If the number of samples of the reflected data is smaller than the predetermined reference number, the reflectivity data of the corrected double polarized radar existing on the same domain including the single polarized radar and the dual polarized radar And a third step of calculating a deviation by comparing reflectivity values of the single polarized wave radar with respect to the reflectivity data.
상기 제3a단계는 상기 기설정된 기준반사도 값 범위 내에 존재하고 기설정된 기준 상관계수보다 높은 차등반사도 자료에 대한 차등반사도 값을 평균하여 차등반사도 자료의 오차를 산출하는 단계; 상기 산출된 차등반사도 자료의 오차를 차등반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계; 상기 보정된 차등반사도 자료와 반사도 자료 및 비차등위상차 자료에 일정기간 우적계에서 관측된 우적분포를 적용하여 반사도 자료의 오차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 반사도 자료의 오차를 획득된 이중편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다. Calculating an error of the differential reflectivity data by averaging the differential reflectivity values of the differential reflectivity data that are within the predetermined reference reflectivity value range and higher than the preset reference correlation coefficient; Applying an error of the calculated differential reflectivity data to the differential reflectivity data to correct the difference; Calculating an error of the reflectivity data by applying a right distribution of the corrected differential reflectivity data, the reflectivity data, and the non-reciprocal phase difference data observed in a predetermined period of interest; And correcting the error of the calculated reflectivity data by applying the error of the calculated reflectivity data to the reflectivity data of the obtained dual polarized radar.
상기 단일편파레이더와 이중편파레이더 간에 고도각 차이가 가장 작은 고도각은 아래의 수학식 1을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다. The altitude angle with the smallest altitude difference between the single-polarized radar and the dual-polarized radar is calculated using the following equation (1).
<수학식 1>&Quot; (1) "
(r: 기상레이더에서 떨어진 거리, R': 지구 유효반경, H0: 기상레이더의 높이, θ: 기상레이더의 안테나 고도각)(r: distance from the weather radar, R ': effective radius of the earth, H 0 : height of the weather radar, θ: antenna altitude angle of the weather radar)
상기 동일라인은 상기 단일편파레이더와 이중편파레이더의 동일반경 내에서 상호 겹치는 시작방위각과 마지막방위각을 직선으로 잇는 것임을 특징으로 한다. The same line is characterized by connecting a starting azimuthal angle and a final azimuthal angle that are mutually overlapping within a same radius of the single-polarized radar and the dual-polarized radar by a straight line.
상기 동일도메인은 상기 단일편파레이더와 이중편파레이더의 위치정보인 위경도 값에 따른 상호 간의 이격거리에 대응되게 단일편파레이더와 이중편파레이더를 각각 이동시킨 상태에서 상호 중복되는 영역인 것을 특징으로 한다.The same domain is characterized by being a region overlapping with each other in a state in which a single polarization radar and a dual polarization radar are moved in correspondence with mutual distances between the single polarization radar and the dual polarization radar, .
상기한 구성에 의한 본 발명은 반사도 자료의 정확도가 상대적으로 높은 우적계의 반사도 자료 또는 반사도 자료의 자체 보정이 가능한 이중편파레이더의 반사도 자료를 이용하여 단일편파레이더의 반사도 자료를 보정함으로써 반사도 자료를 통한 강우량을 더욱 정확도 있게 추정할 수 있는 효과가 있다.The present invention with the above-described configuration corrects reflectivity data of a single-polarized radar using reflectivity data of a double-polarized radar that can reflect the reflectivity data of the user's own system or the reflectivity data, It is possible to estimate the rainfall amount with more accuracy.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 우적계와 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료를 보정하기 위한 자료처리 흐름을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 구덕산레이더와 우적계의 반사도 자료를 관측지점에 대응되게 매칭시키기 위한 레이더격자를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 우적계의 반사도 자료와 구덕산레이더의 반사도 자료 및 우적계와 구덕산레이더 간의 반사도 자료 편차를 시계열적으로 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 우적계를 기준으로 하는 기법에 따른 구덕산레이더의 반사도 자료의 보정 전과 후에 따른 지상우량을 비교 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 비슬산레이더와 구덕산레이더 간의 동일라인을 도시한 모식도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 비슬산레이더와 구덕산레이더의 빔 고도를 비교 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 구덕산레이더에서 관측된 반사도 자료의 편차와 샘플수를 시계열적으로 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 비슬산레이더를 기준으로 하는 동일라인 기법에 따른 구덕산레이더의 반사도 자료의 보정 전과 후에 따른 지상우량을 비교 도시한 그래프.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 비슬산레이더와 구덕산레이더 간의 동일도메인을 도시한 모식도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 구덕산레이더에서 관측된 반사도 자료의 편차와 샘플수를 시계열적으로 도시한 그래프.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 비슬산레이더를 기준으로 하는 동일도메인기법에 따른 구덕산레이더의 반사도 자료의 보정 전과 후에 따른 지상우량을 비교 도시한 그래프. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating a data processing flow for correcting reflectivity data of a single-polar radar based on reflectivity data of a dual-polarity radar and a dual-purpose radar according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view showing a radar grid for matching the reflectivity data of the Guduksan radar and the right-hand system correspondingly to the observation point according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a graph showing the reflectance data of the right-handed system, the reflection data of the Guddockan radar, and the reflectivity data deviation between the right-hand system and the Guddockan radar according to the embodiment of the present invention in a time-wise manner.
FIG. 4 is a graph showing a comparison of the surface rainfall before and after the correction of the reflectivity data of the Guduksan radar according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the same line between a Vithlean radar and a Guddevan radar according to an embodiment of the present invention; FIG.
6 is a graph showing a comparison of beam heights of a Bessulic radar and a Guduksan radar according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a variation in the reflectivity data observed in the Guddevan radar and the number of samples in a time-wise manner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a comparison of surface rainfall before and after correction of the reflectivity data of the Guduksan radar according to the same line method with reference to the Bismuth radar according to the embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram showing the same domain between a Vaislean radar and a Guddean radar according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing a variation in the reflectivity data observed in the Guddock radar and the number of samples in a time-wise manner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing a comparison of the surface rainfall before and after the correction of the reflectivity data of the Guduksan radar according to the same domain technique based on the Bismuth radar according to the embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법은 수평방향으로 전파를 발사하여 반사도를 관측하는 단일편파레이더의 반사도 보정에 대한 한계를 극복할 수 있도록 신뢰성 있게 보정하여 강우량 추정에 대한 정확도를 향상시키기 위한 것이다. The method of correcting the reflectivity of a single-polarized radar using a dual-polarity radar and a dual-polarity radar according to the present invention reliably compensates for the limitation of the reflectivity correction of a single polarized radar, To improve the accuracy of the estimation.
이러한 본 발명에 따른 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법은 우적계의 반사도 자료와 이중편파레이더의 반사도 자료를 이용하여 단일편파레이더의 반사도 자료를 보정하는 기법에 의해 달성된다. The method of correcting the reflectivity of a single polarized radar using the right-handed system and the dual-polarized radar according to the present invention is achieved by a method of correcting the reflectivity data of the single-polarized radar using the reflectivity data of the right- .
즉, 단일편파레이더의 반사도 자료와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값에 따라 정확도가 상대적으로 높은 우적계의 반사도 자료를 이용하거나 자체 보정이 가능한 이중편파레이더의 반사도 자료를 이용하여 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하여 보정을 행하는 기법에 의한 것이다. In other words, by using the reflectivity data of the single-polar radar and the reflectivity data of the reflectivity data of the right-handed system, the reflectivity data of the dual- And a method of calculating the deviation of the reflectance data and performing correction.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method for correcting the reflectivity of a single-polarized radar using a dual-purpose radar and a dual-purpose radar according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법은 도 1에 도시된 바와 같이 단일편파레이더와 우적계 및 이중편파레이더에서 관측된 반사도 자료를 각각 획득하는 제1단계와, 획득된 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 자료 값이 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2단계와, 판별 결과에 따라 우적계의 반사도 자료 혹은 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 제3단계와, 산출된 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 단일편파레이더의 반사도 자료를 보정하는 제4단계로 구성된다. A method for correcting the reflectivity of a single-polarity radar using a dual-polarity radar and a dual-polarity radar according to a preferred embodiment of the present invention includes obtaining a single polarized radar and reflectance data observed in a dual- A second step of determining whether the reflectivity data value of the obtained single polarized wave radar and reflectivity data of the obtained single polarization radar is larger than the critical reflectivity value and the reflectivity of the right reflectivity data or dual polarized radar The third step is to calculate the deviation for the reflectivity data of the single polarized radar based on the data and the fourth step to apply the calculated deviation to the reflectivity data of the single polarized radar to correct the reflectivity data of the single polarized radar.
먼저, 제1단계는 단일편파레이더와 우적계 및 이중편파레이더에서 관측된 반사도 자료를 각각 획득하는 단계이다. First, the first step is to acquire the reflectivity data observed from the single polarized radar and the right and dual polarized radar, respectively.
즉, 제1단계는 보정 대상이 되는 단일편파레이더에서 관측한 반사도 자료와 보정 기준이 되는 우적계와 이중편파레이더에서 관측한 반사도 자료를 각각 획득하는 과정이다. That is, the first step is a process of acquiring the reflectivity data observed from the single polarized wave radar to be corrected and the reflectivity data observed from the dual-polarity radar and the right-handed calibration standard, respectively.
이때 우적계와 단일편파레이더 및 이중편파레이더를 통해 획득되는 반사도 자료는 상호 간의 편차를 구하기 위해 비교하는 것이므로 관측영역이 서로 겹치는 반경 내에서 관측된 반사도 자료를 이용한다. At this time, the reflectivity data obtained through the right-handed and single-polarized radar and the dual-polarized radar are used to determine the mutual deviation, so the reflectivity data observed within the radii in which the observed areas overlap with each other are used.
실시예에 따르면 단일편파레이더인 구덕산레이더(PSN)의 관측영역 중 설치위치를 중심으로 100㎞ 반경 내에서 관측된 반사도 자료를 획득하였고, 이중편파레이더인 비슬산레이더(BSL)의 관측영역 중 설치위치를 100㎞ 반경 내에서 관측된 반사도 자료를 획득하였으며, 우적계는 구덕산레이더와 비슬산레이더의 관측영역 내에서 관측하여 산출한 반사도 자료를 획득하였다. According to the embodiment, the reflectivity data observed within a radius of 100 km around the installation position in the observation area of the single-polar radar (PSN), which is a single polarized radar, is obtained. In the observation region of the dual polarized radar (BSL) And the reflectivity data obtained from observations in the observation area of the Gudoksan radar and the Bismuth radar were obtained.
다음으로, 제2단계는 획득된 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 자료 값이 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 단계이다. Next, the second step is to determine whether the reflectivity data value of the obtained single polarization radar and the reflectivity data of the right-handed system is larger than the threshold reflectivity value.
즉, 제2단계는 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 기설정된 임계반사도 값과 비교하여 우적계의 반사도 자료가 보정 기준이 될 수 있는지를 판별하는 과정이다. That is, the second step is a process of determining whether the reflection data of the right-handed system can be used as a correction criterion by comparing the reflectance value of the single-polarized radar and the reflectivity data of the right-handed system with predetermined thresholds.
이때 우적계는 지상에 떨어지는 강우입자의 직경분포에 대한 함수로서 관측된 강우입경분포를 통해 산출되는 반사도 자료가 보정 기준값이 될 수 있다. 단, 우적계의 반사도 자료가 보정 기준값이 되기 위해서는 임계반사도 값 이상은 되어야 한다. At this time, the rainfall gauge is a function of the distribution of the diameter of the rainfall particles falling on the ground, and the reflectance data calculated through the observed rainfall particle diameter distribution can be the correction reference value. However, in order for the reflectivity data of the right-eye system to become the correction reference value, it should be equal to or greater than the critical reflection value.
즉, 우적계의 반사도 자료가 임계반사도 값 이상이고 단일편파레이더의 반사도 자료도 임계반사도 값 이상이면 우적계의 반사도 자료가 보정 기준이 될 수 있는 자격을 가진 것으로 판별하게 된다. That is, if the reflectivity data of the right-handed system is equal to or greater than the threshold reflectivity value and the reflectivity data of the single-polarized radar is greater than or equal to the critical reflectivity value, the reflectivity data of the right-
한편, 우적계의 반사도 자료는 단일편파레이더의 반사도 자료보다는 관측주기가 상대적으로 짧으므로 우적계와 단일편파레이더 간의 반사도 자료 비교를 위해서는 우적계의 반사도 자료를 단일편파레이더의 관측주기마다 평균하여 우적계의 반사도 자료를 단일편파레이더 간의 관측 주기에 대응되게 생성해야 한다. Since the reflectivity data of the right-handed system is relatively shorter than the reflectivity data of the single-polarized radar, the reflectivity data of the right-handed system is averaged for each observation period of the single- The reflectivity data of the system must be generated corresponding to the observation period between single polar radar.
그리고 우적계의 반사도 자료는 지상의 특정 관측지점에서 관측된 것이고 단일편파레이더의 반사도 자료는 특정 관측영역에서 일정 고도간격으로 관측된 것이므로 우적계와 단일편파레이더의 반사도 자료를 위치정보에 따라 매칭시켜야 한다.Since the reflectivity data of the right-handed system is observed at a specific observation point on the ground and the reflectivity data of the single-polarized radar is observed at a certain height interval in a specific observation area, it is necessary to match the reflectivity data of the right- do.
이를 위해 제2단계는 우적계의 반사도 자료를 단일편파레이더의 관측 주기에 대응되게 변환하는 제2a단계, 변환된 우적계의 반사도 자료에 대한 관측지점과 대응되는 단일편파레이더의 반사도 자료를 매칭시키는 제2b단계, 매칭된 단일편파레이더의 반사도 자료와 변환된 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 각각 기설정된 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2c단계로 구분된다. For this, the second step is to convert the reflectivity data of the right-handed system to correspond to the observation period of the single-polarized radar, the step of matching the reflectivity data of the corresponding unipolar radar with the observation point of the converted right- Step 2b is a step 2 c for discriminating whether the reflectivity values of the matched single polarization radar and the reflectivity data of the converted right-and-left system are greater than preset threshold reflectance values, respectively.
즉, 우적계의 반사도 자료 주기를 단일편파레이더의 관측 주기대로 변환한 후 우적계의 반사도 자료를 관측지점에 따라 단일편파레이더의 반사도 자료와 매칭시킨 다음 매칭된 우적계와 단일편파레이더의 반사도 자료를 임계반사도와 비교하여 판별하는 것이다. In other words, after converting the reflectivity data period of the right-hand system to the observation period of the single-polar radar, the reflectivity data of the right-hand system is matched with the reflectivity data of the single-polarity radar according to the observation point, Is compared with the critical reflectivity.
실시예에 따르면 임계반사도 값을 20dBz로 설정하였다. 그리고 1분 간격으로 관측되는 우적계의 반사도 자료를 구덕산레이더의 관측 주기인 10분에 대응되도록 10분 간격의 반사도 자료로 변환하였다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 13개의 게이트와 3개의 방위각으로 조합된 레이더 격자를 이용하여 우적계(구덕산레이더와의 거리가 9km이고 방위각은 87도임)의 반사도 자료와 구덕산레이더의 반사도 자료를 관측지점에 대응되게 매칭시켰다. According to the embodiment, the threshold reflectivity value is set to 20 dBz. The reflection data of the right - handed system observed at intervals of 1 minute were converted into the reflection data at intervals of 10 minutes so as to correspond to the observation period of 10 minutes of the observation period of the. Also, as shown in FIG. 2, the reflectivity data of the right-side system (distance from the Guddoksan radar is 9 km and the azimuth angle is 87 degrees) and the reflectivity data of the Guddockan radar are calculated using 13 gates and three azimuthally combined radar grids And matched correspondingly to the observation point.
그 결과 우적계의 반사도 자료(Parsivel), 구덕산레이더의 반사도 자료(PSN), 편차(Difference)에 대한 시계열 그래프를 도시한 도 3과 같이 9시00분~11시30분과 15시~16시에서는 우적계와 구덕산의 반사도 자료가 20dBz이상이었고 나머지 시간에서는 우적계와 구덕산의 반사도 자료가 20dBz미만이거나 우적계의 반사도 자료가 없었다. As a result, as shown in FIG. 3 showing time series graphs of the reflectivity data (Parsivel), the Guddensan radar reflectivity data (PSN), and the difference (Difference) of the right-hand system, 9:00 to 11:30 and 15:00 to 16:00 The reflectivity data of right and Guddoksan were more than 20dBz. In the rest of the time, the reflectivity data of the right and Guddoksan were less than 20dBz.
다음으로, 제3단계는 판별 결과에 따라 우적계의 반사도 자료 혹은 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 제3단계와, 산출된 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 단일편파레이더의 반사도 자료를 보정하는 단계이다. The third step is a third step of calculating a deviation of the single polarized radar from the reflectivity data based on the reflectance data of the right-handed system or the dual-polarized radar according to the discrimination result, and the third step of calculating the calculated deviation as the single- And the reflectivity data of the single polarized radar is corrected.
즉, 제3단계는 우적계와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 임계반사도 값보다 높으면 우적계의 반사도 자료를 기준으로 하여 단일편파레이더의 반사도 자료 편차를 산출하고, 우적계와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 임계반사도 값보다 낮으면 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 하여 단일편파레이더의 반사도 자료 편차를 산출하는 과정이다. That is, in the third step, if the reflectivity value of the reflectivity data of the right-handed and single-polarized radar is higher than the critical reflection value, the reflectivity data deviation of the single-polarized radar is calculated based on the reflectivity data of the right- If the reflectivity value for the radar reflectivity data is lower than the critical reflectivity value, it is the process of calculating the reflectivity data deviation of the single polarized radar based on the reflectivity data of the dual polarized radar.
이때 우적계의 반사도 자료를 기준으로 하여 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 것은 제2단계에서 매칭된 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교함으로써 가능하다. In this case, calculating the deviation of the reflectivity data of the single polarized radar based on the reflectivity data of the right-handed system is possible by comparing the reflectance values of the matching single-polarized radar and the reflectance data of the right-handed system in the second step.
실시예에 따라 우적계의 반사도 자료를 기준으로 하여 구덕산레이더의 반사도 자료를 보정한 결과(d)를 기존의 보정 기법(a, b, c)의 결과와 비교하면 도 4와 같이 지상우량에 있어 상당히 개선되었음을 확인할 수 있었다. According to the embodiment, when the reflectance data of the Gudoksan radar is corrected based on the reflection data of the right-handed system, the result (d) is compared with the results of the conventional correction methods (a, b, c) It can be confirmed that it has improved considerably.
그리고 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 것은 이중편파레이더의 반사도 자료를 보정하는 제3a단계, 단일편파레이더와 이중편파레이더의 동일거리에 있는 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료의 샘플수를 개수하는 제3b단계, 동일라인 상에 존재하거나 동일도메인 상에서 존재하는 단일편파레이더와 이중편파레이더의 반사도 자료를 비교하여 편차를 산출하는 제3c단계를 통해 가능하다. In order to calculate the deviation of the reflectivity data of the single polarized radar from the reflectivity data of the dual polarized radar, it is necessary to calculate the deviation of the reflectance data of the dual polarized radar, A third step of counting the number of samples of the reflectivity data of the single polarized radar existing on the same line, a third step of calculating the deviation by comparing the reflectivity data of the dual polarized radar with the single polarized wave radar existing on the same line or existing on the same line, It is possible through steps.
상기 제3a단계는 이중편파레이더에서 관측한 반사도 자료에 대한 반사도 값을 이중편파레이더에서 관측한 차등반사도 자료와 비차등위상차 자료 등의 다른 변수들을 이용하여 자체 보정하는 과정이다. The step 3a is a process of self-correcting the reflectivity value of the reflectivity data observed in the dual polarized radar using other variables such as differential reflectivity data and non-differential phase difference data observed from the dual polarized radar.
이때 이중편파레이더의 반사도 자료에 대한 자체 보정이 가능한 이유는 이중편파레이더의 특성상 전파를 수평 및 수직방향으로 동시에 발사하면서 반사도 자료 뿐 아니라 반사도 보정을 가능하게 하는 차등반사도 자료와 비차등위상차 자료 등을 동시에 등을 동시에 관측할 수 있기 때문이다. At this time, the self-calibration of the reflectivity data of the dual polarized radar is possible because of the characteristics of the dual polarized radar, it is possible to use the reflectivity data as well as the differential reflectance data and the non- It is because you can simultaneously observe the back.
이를 위해 제3a단계는 차등반사도 자료의 오차를 산출하는 단계, 산출된 편차를 차등반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계, 보정된 차등반사도 자료와 반사도 자료 및 비차등위상차 자료에 장기간 우적계에서 관측된 우적분포 자료를 적용하여 반사도 자료의 오차를 산출하는 단계, 산출된 반사도 자료의 오차를 획득된 이중편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계로 구성될 수 있다.For this, step 3a is to calculate the error of the differential reflectivity data, to apply the calculated deviation to the differential reflectivity data, to correct the corrected differential reflectivity data, to the reflectivity data and the non-difference data, Calculating the error of the reflectivity data by applying the right distribution data and correcting the error of the calculated reflectance data by applying the error to the reflectivity data of the obtained double polarized radar.
즉, 강우입자가 구형인 것으로 예상되는 반사도 값과 상관관계 값을 가진 차등반사도 자료에 대한 차등반사도 값을 평균하여 차등반사도 자료에 대한 오차를 산출한 후 차등반사도 자료에 적용하여 자료를 보정한다.In other words, the average of the differential reflectance values of the differential reflectivity data having the correlation value with the reflectance value expected to be a spherical rainfall particle is averaged to calculate the error with respect to the differential reflectivity data, and then the data is corrected by applying the differential reflectivity data.
그런 다음 보정된 차등반사도 자료와 반사도 자료 및 비차등위상차 자료에 우적계의 우적분포 자료를 적용하여 반사도 자료의 오차를 산출한 후 획득된 이중편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정한다. Then, the error of the reflectivity data is calculated by applying the distribution data of the right-handed system to the corrected differential reflectivity data, the reflectivity data and the non-differential phase difference data, and then applied to the reflectivity data of the obtained double polarized radar.
이는 구형의 강우입자인 경우 차등위상차 값이 "0"이 되는 것을 이용한 것이다. 즉, 구형의 강우입자임을 나타내는 반사도 값과 상관관계 값을 가진 반사도 자료에 대한 차등위상차 값의 평균이 "0"이 아닌 경우 차등위상차 값의 오차로 보고 이에 대응되게 차등위상차 자료를 보정하는 것이다. This is based on the fact that the differential phase difference value becomes "0 " in the case of spherical rainfall particles. That is, if the average of the differential phase difference values with respect to the reflectivity data having the correlation value and the reflectance value indicating the spherical rainbow particle is not "0 ", the differential phase difference data is corrected to correspond to the difference of the differential phase difference value.
실시예에 따르면 비슬산레이더로부터 획득한 반사도 자료 중에서 반사도 값이 20~28dBZ이고 상관관계 값이 0.99이상에 해당되는 반사도 자료와 대응되는 차등위상차 자료의 차등위상차 값을 평균하여 차등위상차 값의 오차를 산출하였다. According to the embodiment, an error of the differential phase difference value is calculated by averaging the differential phase difference values of the reflectivity data corresponding to the reflectivity data having the reflectance value of 20 to 28 dBZ and the correlation value corresponding to 0.99 or more among the reflectance data obtained from the Varson radar Respectively.
상기 제3b단계는 단일편파레이더와 이중편파레이더의 동일거리에 있는 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료의 샘플수를 개수하는 단계이다. The step 3b is a step of counting the number of samples of the reflectivity data of the single polarized radar existing on the same line at the same distance from the single polarized radar and the dual polarized radar.
즉, 제3b단계는 단일편파레이더의 설치위치와 이중편파레이더의 설치위치 사이에 동일한 거리를 두고 직선으로 잇는 동일라인 상에 존재하는 반사도 자료의 샘플수를 개수하는 과정이다. That is, the step 3b is a process of counting the number of samples of the reflectivity data existing on the same line, which are straight lines, at the same distance between the installation position of the single polarization radar and the installation position of the dual polarization radar.
이때 동일라인 상에 존재하는 반사도 자료의 샘플수를 개수하는 이유는 샘플수가 상대적으로 적으면 단일편파레이더와 이중편파레이더 간에 비교할 수 있는 반사도 자료가 적어 보정에 대한 신뢰성이 떨어지기 때문이다. The reason for counting the number of samples of the reflectivity data on the same line is that if the number of samples is relatively small, the reliability of the calibration is degraded because there is little comparable reflectivity data between the single polarized radar and the dual polarized radar.
여기서 동일라인은 단일편파레이더와 이중편파레이더의 동일반경 내에서 상호 겹치는 시작방위각과 마지막방위각을 직선으로 잇는 것이다. Here, the same line is a straight line connecting the starting azimuth and the azimuthal azimuth overlapping within the same radius of the single polarized radar and the dual polarized radar.
실시예에 따르면 도 5에 도시된 바와 같이 구덕산레이더와 비슬산레이더의 반경을 100㎞로 정하였고, 비슬레이더가 구덕산레이더를 바라보는 방위각은 146.7도였으며, 시작방위각은 비슬산 79도이고 구덕산이 35도이었고, 마지막방위각은 비슬산이 213도이고 구덕산이 261도이었으며, 시작방위각과 마지막방위각을 직선으로 잇는 구덕산레이더의 반사도 자료의 샘플수를 개수하였다. According to the embodiment, as shown in FIG. 5, the radius of the Gudoksan radar and the Bismuth radar were set at 100 km, and the azimuth angle at which the bevel radar looked at Guddoksan radar was 146.7 degrees. The starting azimuth angle was 79 degrees at Biseul mountain, , The last azimuth angle was 213 degrees in Biseulsan, 261 degrees in Guduksan, and the number of samples of reflectivity data of Gudoksan radar connecting the starting azimuth angle and the final azimuth angle in a straight line was recovered.
단, 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더와 이중편파레이더의 반사도 자료를 비교할 때 레이더의 고도각에 따른 오차를 최대한 줄이기 위해서는 단일편파레이더와 이중편파레이더의 고도각 중에서 오차가 가장 작은 관측 고도각에 대한 반사도 자료로 한정해야 한다. However, when comparing the reflectivity data of a single polarized radar and a dual polarized radar present on the same line, in order to minimize the error according to the altitude of the radar, Should be limited to reflectivity data.
이때 단일편파레이더와 이중편파레이더 간에 오차가 가장 작은 관측 고도각은 아래의 수학식 1에 의해 산출할 수 있다. At this time, the observation altitude angle with the smallest error between the single polarized radar and the dual polarized radar can be calculated by the following equation (1).
<수학식 1>&Quot; (1) "
(r: 기상레이더에서 떨어진 거리, R': 지구 유효반경, H0: 기상레이더의 높이, θ: 기상레이더의 안테나 고도각)(r: distance from the weather radar, R ': effective radius of the earth, H 0 : height of the weather radar, θ: antenna altitude angle of the weather radar)
실시예에 따르면 도 6에 도시된 바와 같이 구덕산레이더와 비슬산레이더의 레이더빔 고도각 중에서는 구덕산레이더의 제4고도각(EL4)과 비슬산레이더의 제3고도각(EL3)이 상호 간의 고도각 차이가 가장 작은 것을 알 수 있었다.According to the embodiment, as shown in FIG. 6, among the altitude angles of the radar beam of the Gudoksan radar and the Bismuth radar, the fourth elevation angle (EL4) of the Gudoksan radar and the third altitude angle (EL3) Was the smallest.
상기 제3c단계는 개수된 반사도 자료의 샘플수에 따라 단일편파레이더와 이중편파레이더 간의 동일라인 또는 동일도메인 상에 존재하는 보정된 이중편파레이더와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 편차를 산출하는 단계이다. The third step c compares the reflectivity values of the corrected dual polarized radar and the single polarized radar of the same line or the same domain between the single polarized radar and the dual polarized radar according to the number of samples of the reflected reflectivity data And calculating the deviation.
즉, 제3c단계에서는 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료 샘플수가 기준샘플수보다 적으면 보정에 대한 신뢰성이 보장되므로 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 반사도 자료의 편차를 산출하게 된다. That is, in step 3c, if the number of samples of the reflectivity data of the single-polar radar on the same line is less than the number of reference samples, the reliability of the correction is assured, so that the reflectivity value of the reflectivity data of the single- The deviation of the reflectivity data is calculated by comparing the reflectance values of the corrected dual polarized radar with the reflectivity data.
그리고 제3c단계에서는 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료 샘플수가 기준샘플수보다 많으면 보정에 대한 신뢰성이 보장되지 않으므로 동일도메인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 반사도 자료의 편차를 산출하게 된다. In step 3c, if the number of samples of the reflectivity data of the single polarized radar on the same line is larger than the number of reference samples, the reliability of the correction is not ensured. Therefore, the reflectivity value for the reflectivity data of the single- And the deviation of the reflectivity data is calculated by comparing the reflectance values of the dual polarized radar with the reflectivity data.
이때 동일도메인은 단일편파레이더와 이중편파레이더의 위치정보인 위경도 값에 따른 상호 간의 이격거리에 대응되게 단일편파레이더와 이중편파레이더를 각각 X좌표 방향과 Y좌표 방향으로 이동시킨 상태에서 상호 중복되는 영역인 것이다. In this case, in the same domain, the single polarized radar and the dual polarized radar are moved in the X coordinate direction and the Y coordinate direction, respectively, corresponding to the distance between the single polarized radar and the dual polarized radar, .
즉, 동일도메인은 동일라인 상에 존재하는 반사도 자료의 샘플수가 기준샘플수 보다 작으므로 비교할 수 있는 샘플수를 늘려 보정의 신뢰성을 높일 수 있도록 상대적으로 넓은 영영에 대한 반사도 자료를 비교하기 위한 것이다. That is, in the same domain, the number of samples of the reflectance data existing on the same line is smaller than the number of reference samples, so that the number of comparable samples is increased to compare the reflectance data for a relatively wide area so as to improve the reliability of correction.
실시예에 따르면 동일라인에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료가 기준샘플수보다 많았을 때는 동일라인에 해당되는 구덕산레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값에서 보정된 비슬산레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 뺀 값의 평균을 구하여 편차를 산출하였고, 그 결과는 도 7에 도시된 바와 같았다. According to the embodiment, when the reflectivity data of the single polarized radar existing on the same line is larger than the reference number of the sample, the reflectance value of the reflectivity data of the Varsonian radar corrected from the reflectivity value of the reflectance data of Guduksan radar corresponding to the same line And the deviation was calculated. The result was as shown in FIG.
그리고 동일라인에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료가 기준샘플수보다 적을 때는 동일 도메인을 설정하여 반사도 편차를 산출하였다. And, when the reflectivity data of the single polarized radar in the same line is smaller than the reference number of samples, the same domain is set to calculate the reflectivity deviation.
즉, 구덕산레이더과 비슬산레이더는 X좌표방향으로 42㎞ 떨어져 있고 Y좌표방향으로 64㎞ 떨어져 있으므로 도 9에 도시된 바와 같이 구덕산레이더의 경우는 -X좌표방향으로 42㎞ 확장하고 +Y좌표방향으로 64㎞ 확장하고 비슬산레이더의 경우는 +X좌표방향으로 42㎞ 확장하고 -Y좌표방향으로 64㎞ 확장하여 상호 중복되는 동일도메인을 설정하였다. In other words, as shown in FIG. 9, in case of Gudoksan radar, the radar of Gudeoksan radar and the radar of Bismuth radar extend 42 km in the -X coordinate direction and 64 in the + Y coordinate direction, And in the case of the Wisulsan radar, it is extended by 42 km in the + X coordinate direction and 64 km in the -Y coordinate direction, thereby setting the same domain to be overlapped with each other.
그런 다음 동일도메인에 존재하는 구덕산레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값에서 보정된 비슬산레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 뺀 값의 평균을 구하여 편차를 산출하였고, 그 결과는 도 10에 도시된 바와 같았다. Then, the deviation was calculated by subtracting the reflectivity value of the reflectivity data of the corrected bismuth radar from the reflectance value of the reflectance data of the Gudoksan radar existing in the same domain, and the deviation was calculated as shown in FIG. 10 .
마지막으로, 상기 제4단계는 산출된 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계이다. Finally, the fourth step is a step of applying the calculated deviation to the reflectance data of the single-polarized radar to correct it.
즉, 제4단계는 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 하여 산출된 단일편파레이더의 반사도 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 최종 과정이다. That is, the fourth step is the final step of applying the deviation of the reflectivity of the single-polar radar, which is calculated based on the reflectivity data of the corrected dual-polar radar, to the reflectivity data of the single-polar radar.
실시예에 따라 우적계와 구덕산레이더의 반사도 자료를 비교한 후 우적계를 기준으로 하는 기법을 이용하여 구덕산레이더의 반사도 자료를 보정한 결과(d)를 기존의 보정 기법(a, b, c)의 결과와 비교하면 도4와 같이 지상우량에 있어 상당히 개선되었음을 확인할 수 있었다. (A), (b), (c), and (d) are obtained by comparing the reflectivity data of the Guduksan radar with the reflectivity data of the Guduksan radar according to the embodiment, It was confirmed that the ground clearance was significantly improved as shown in Fig.
그리고 우적계와 구덕산레이더의 반사도 자료를 비교한 후 비슬산레이더를 기준으로 하는 동일라인 기법을 이용하여 구덕산레이더의 반사도 자료를 보정한 결과(d)를 기존의 보정 기법(a, b, c)의 결과와 비교하면 도 8과 같이 지상우량에 있어 상당히 개선되었음을 확인할 수 있었다. (A), (b), (c), and (d) are obtained by comparing the reflectivity data of Guduksan radar using the same line method based on the Bismuth radar. Compared with the results, it was confirmed that the groundwater quality was significantly improved as shown in FIG.
또한, 우적계와 구덕산레이더의 반사도 자료를 비교한 후 비슬레이더를 기준으로 하는 동일도메인 기법을 이용하여 구덕산레이더의 반사도 자료를 보정한 결과(d)를 기존의 보정 기법(a, b, c)의 결과와 비교하면 도 11과 같이 지상우량에 있어 상당히 개선되었음을 확인할 수 있었다. (A), (b), (c), and (d) are obtained by comparing the reflectance data of the Guduksan radar using the same domain technique based on the bead radar It was confirmed that the groundwater quality was significantly improved as shown in Fig.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다. The above-described embodiments are merely illustrative, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should include not only the above embodiments but also various other modified embodiments according to the technical idea of the invention described in the following claims.
Claims (7)
단일편파레이더와 우적계 및 이중편파레이더에서 관측된 반사도 자료를 각각 획득하는 제1단계;
상기 획득된 단일편파레이더와 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 각각 기설정된 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2단계;
상기 판별에 따라 단일편파레이더와 우적계의 반사도 값이 임계반사도 값보다 높으면 우적계의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하고 단일편파레이더와 우적계의 반사도 값이 임계반사도 값보다 낮으면 이중편파레이더의 반사도 자료를 기준으로 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 편차를 산출하는 제3단계; 및
상기 산출된 편차를 단일편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 제4단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법.A method of compensating for the reflectivity of a single-polarized radar,
A first step of acquiring the observed reflectance data from the single polarized radar and the dual polarized radar, respectively;
A second step of determining whether the reflectivity values of the obtained single polarization radar and the reflectivity data of the right-handed system are respectively larger than predetermined threshold reflectance values;
If the reflectivity value of the single polarized radar and the right-handed system is higher than the critical reflection value according to the above discrimination, the deviation of the single polarized radar with respect to the reflectivity data is calculated based on the reflectivity data of the right- A third step of calculating a deviation of the single polarized radar with respect to the reflectivity data based on the reflectivity data of the dual polarized radar when the reflectivity is lower than the reflectivity value; And
And a fourth step of applying the calculated deviation to reflectivity data of a single polarized wave radar and correcting the reflectivity of the single polarized radar using the dual polarized radar.
상기 제2단계는
상기 우적계의 반사도 자료를 단일편파레이더의 관측 주기에 대응되게 변환하는 제2a단계;
상기 변환된 우적계의 반사도 자료에 대한 관측지점과 대응되는 단일편파레이더의 반사도 자료를 매칭시키는 제2b단계; 및
상기 매칭된 단일편파레이더의 반사도 자료와 변환된 우적계의 반사도 자료에 대한 반사도 값이 각각 기설정된 임계반사도 값보다 큰지를 판별하는 제2c단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법.The method according to claim 1,
The second step
An 2a step of converting the reflectivity data of the right-hand system to correspond to the observation period of the single-polar radar;
A step 2b of matching the reflectivity data of the single polarized wave radar with the observation point of the converted reflectance data of the user ' s system; And
And a second step c2) of determining whether the reflectivity value of the matched single polarized wave radar and the reflectivity value of the converted reflectance data of the right-eye system are respectively greater than predetermined threshold reflectivity values. A Method of Calibrating the Reflectivity of a Single Polarized Radar Using.
상기 제3단계에서 편차를 이중편파레이더의 반사도 자료를 토대로 산출하는 것은
상기 획득된 이중편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 이중편파레이더에서 관측된 차등반사도 자료와 비차등위상차 자료를 이용하여 보정하는 제3a단계;
상기 단일편파레이더와 이중편파레이더 간에 관측 고도각 차이가 가장 작은 관측 고도각에 대한 단일편파레이더의 반사도 자료와 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료 중에서 단일편파레이더와 이중편파레이더의 사이 동일거리에 있는 동일라인 상에 존재하는 단일편파레이더의 반사도 자료의 샘플수를 개수하는 제3b단계;
상기 개수된 반사도 자료의 샘플수가 기설정된 기준샘플수보다 많으면 단일편파레이더와 이중편파레이더의 사이 동일거리에 있는 동일라인 상에 존재하는 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 편차를 산출하고, 개수된 반사도 자료의 샘플수가 기설정된 기준수보다 작으면 단일편파레이더와 이중편파레이더를 포함하는 동일도메인 상에 존재하는 보정된 이중편파레이더의 반사도 자료와 단일편파레이더의 반사도 자료에 대한 반사도 값을 비교하여 편차를 산출하는 제3c단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법.The method according to claim 1,
In the third step, calculating the deviation based on the reflectivity data of the dual polarized radar
A third step of correcting the reflectivity value of the obtained dual polarized radar with respect to the reflectivity data by using the differential reflectivity data and the non-equal phase difference data observed in the dual polarized radar;
The reflectivity data of the single polarized radar for the observation altitude angle having the smallest observation altitude angle difference between the single polarized radar and the dual polarized radar and the reflectivity data of the corrected dual polarized radar are the same distance between the single polarized radar and the dual polarized radar A step 3b of counting the number of samples of reflectivity data of a single polarized wave radar existing on the same line;
If the number of samples of the reflected data exceeds the predetermined reference number of samples, then the reflectivity data of the compensated dual polarized radar on the same line at the same distance between the single polarized radar and the dual polarized radar and the reflectivity data of the single polarized radar If the number of samples of the reflected data is smaller than the predetermined reference number, the reflectivity data of the corrected double polarized radar existing on the same domain including the single polarized radar and the dual polarized radar And calculating a deviation by comparing the reflectance values of the single polarized wave radar with the reflectivity data of the single polarized wave radar.
상기 제3a단계는
상기 기설정된 기준반사도 값 범위 내에 존재하고 기설정된 기준 상관계수보다 높은 차등반사도 자료에 대한 차등반사도 값을 평균하여 차등반사도 자료의 오차를 산출하는 단계;
상기 산출된 차등반사도 자료의 오차를 차등반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계;
상기 보정된 차등반사도 자료와 반사도 자료 및 비차등위상차 자료에 일정기간 우적계에서 관측된 우적분포를 적용하여 반사도 자료의 오차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 반사도 자료의 오차를 획득된 이중편파레이더의 반사도 자료에 적용하여 보정하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법.The method of claim 3,
In the step 3a,
Calculating an error of the differential reflectivity data by averaging the differential reflectivity values of the differential reflectivity data that are within the predetermined reference reflectivity value range and higher than the predetermined reference correlation coefficient;
Applying an error of the calculated differential reflectivity data to the differential reflectivity data to correct the difference;
Calculating an error of the reflectivity data by applying a right distribution of the corrected differential reflectivity data, the reflectivity data, and the non-reciprocal phase difference data observed in a predetermined period of interest; And
And applying the error of the calculated reflectivity data to reflectivity data of the obtained dual polarized radar to correct the reflectivity of the single polarized radar using the dual polarized radar.
상기 단일편파레이더와 이중편파레이더 간에 고도각 차이가 가장 작은 고도각은
아래의 수학식 1을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법.
<수학식 1>
(r: 기상레이더에서 떨어진 거리, R': 지구 유효반경, H0: 기상레이더의 높이, θ: 기상레이더의 안테나 고도각)The method of claim 3, wherein
The altitude angle with the smallest altitude angle difference between the single polarized radar and the dual polarized radar is
A method of calibrating the reflectivity of a single-polarized radar using a dual-polarity radar and a proprietary system, the method comprising:
&Quot; (1) "
(r: distance from the weather radar, R ': effective radius of the earth, H 0 : height of the weather radar, θ: antenna altitude angle of the weather radar)
상기 동일라인은
상기 단일편파레이더와 이중편파레이더의 동일반경 내에서 상호 겹치는 시작방위각과 마지막방위각을 직선으로 잇는 것임을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법.The method of claim 3,
The same line
Wherein the first azimuthal angle and the last azimuthal angle are linearly connected to each other within the same radius of the single polarized radar and the dual polarized radar.
상기 동일도메인은
상기 단일편파레이더와 이중편파레이더의 위치정보인 위경도 값에 따른 상호 간의 이격거리에 대응되게 단일편파레이더와 이중편파레이더를 각각 이동시킨 상태에서 상호 중복되는 영역인 것을 특징으로 하는 우적계와 이중편파레이더를 이용한 단일편파레이더의 반사도 보정방법. The method of claim 3,
The same domain
And the dual polarized radar is a region where the single polarized radar and the dual polarized radar are moved so as to correspond to the distance between each other according to the radar value of the position information of the single polarized radar and the dual polarized radar. A Method of Calibrating the Reflectivity of a Single Polarized Radar Using a Polarized Radar.
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|---|---|---|---|---|
| KR102113673B1 (en) * | 2017-12-11 | 2020-05-20 | 경북대학교 산학협력단 | Generation Device and Method of Quasi-Vertical Profile of Observation Variables from Weather Radar and Recording Medium thereof |
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| KR102115182B1 (en) * | 2019-09-03 | 2020-05-28 | 대한민국 | Apparatus and Method for composition for Dual-Polarization Weather Radar observation data using earth spherical coordinate system |
| KR102670033B1 (en) | 2022-03-10 | 2024-05-29 | 국립부경대학교 산학협력단 | System and Method for generating rainfield in complex terrain using multi disdrometer instruments |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100963532B1 (en) | 2009-11-10 | 2010-06-15 | 부경대학교 산학협력단 | Rainfall estimation method of weather radar |
| JP2012149920A (en) | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Toshiba Denpa Syst Eng Kk | Precipitation intensity estimation system and precipitation intensity estimation method |
| KR101244544B1 (en) | 2013-01-09 | 2013-03-18 | 경북대학교 산학협력단 | Method for calculating quality index of sampling error for single and dual-polarization radar parameters |
| JP5557082B2 (en) | 2009-02-25 | 2014-07-23 | 独立行政法人防災科学技術研究所 | Precipitation distribution estimation system and precipitation distribution estimation method |
| KR101431707B1 (en) | 2013-11-26 | 2014-09-22 | 한국건설기술연구원 | method of classification and quantification using data of X band dual polarization radar |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5557082B2 (en) | 2009-02-25 | 2014-07-23 | 独立行政法人防災科学技術研究所 | Precipitation distribution estimation system and precipitation distribution estimation method |
| KR100963532B1 (en) | 2009-11-10 | 2010-06-15 | 부경대학교 산학협력단 | Rainfall estimation method of weather radar |
| JP2012149920A (en) | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Toshiba Denpa Syst Eng Kk | Precipitation intensity estimation system and precipitation intensity estimation method |
| KR101244544B1 (en) | 2013-01-09 | 2013-03-18 | 경북대학교 산학협력단 | Method for calculating quality index of sampling error for single and dual-polarization radar parameters |
| KR101431707B1 (en) | 2013-11-26 | 2014-09-22 | 한국건설기술연구원 | method of classification and quantification using data of X band dual polarization radar |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102221897B1 (en) | 2020-08-31 | 2021-03-04 | 대한민국 | Method for real-time monitoring of calibration bias in radar reflectivity, recording medium and device for performing the method |
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