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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种融合三维雷达反射率和环境要素场的降水临近预报方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119165492B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411253262.9，技术领域涉及：G01S13/95；该发明授权一种融合三维雷达反射率和环境要素场的降水临近预报方法是由石家庆;王迪;文彦钦;李娜;王萍设计研发完成，并于2024-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种融合三维雷达反射率和环境要素场的降水临近预报方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种融合三维雷达反射率和环境要素场的降水临近预报方法，包括1收集雷达反射率数据、降水实况数据及环境场要素数据；2将雷达反射率数据转换成三维数据，将降水实况数据转换为二维降水格点场，将环境场要素数据转化为三维等距离格点场，以雷达反射率三维数据与环境场要素数据作为输入，二维降水格点场为标签，制作样本集；3搭建降水临近预报模型；4划分训练集、验证集和测试集，在训练集上训练模型，在验证集上进行超参数调优，在测试集上进行模型测试；5将雷达反射率数据与环境场数据作为模型输入，则模型输出为降水临近预报场。本发明充分考虑环境场与垂直方向的水汽粒子分布与演变对降水影响，提高降水临近预报精度。

本发明授权一种融合三维雷达反射率和环境要素场的降水临近预报方法在权利要求书中公布了：1.一种融合三维雷达反射率和环境要素场的降水临近预报方法，其特征在于：所述方法的步骤为： S1、以小时为单位，收集雷达反射率数据及与之匹配的后一小时的降水实况数据，同时收集与雷达反射率数据对应的环境场要素数据，包括散度、垂直速度、位势涡度、位势高度、比湿度、相对湿度、温度； S2、将每个雷达扫描时刻的雷达反射率数据从极坐标系转换成笛卡尔直角坐标系下的三维数据，将与之匹配的后一小时降水实况数据用插值法转换为二维降水格点场，将环境场要素数据采用双线性插值算法将其转化为三维等距离格点场，以雷达反射率三维数据与环境场要素数据作为输入，与之对应的后一小时二维降水格点场为标签，制作样本集； S3、以一小时内融入环境场要素的三维雷达反射率数据为输入，以后一小时内降水格点场为输出，搭建降水临近预报模型；所述降水临近预报模型使用3层基于3D卷积的ConvLSTM网络对每小时逐六分钟的雷达反射率三维数据进行特征提取，并利用卷积注意力模块CBAM来提高卷积模块的时空感受野，使模型更关注强反射率区域以及与降水相关三维云团，使用上采样和3D卷积来处理并提取环境场要素特征，使环境场特征尺寸与最后一层ConvLSTM输出的三位雷达反射率的特征尺寸相匹配再进行融合，然后再利用上采样与上一层输出结果相融合，依次处理，最后输出分辨率为4km×4km的二维降水格点场； S4、将样本集中具有雷达强反射率区域的样本挑选出来划分成训练集、验证集和测试集，在所述训练集上训练所述降水临近预报模型，在所述验证集上进行超参数调优，在所述测试集上进行模型测试；训练所述降水临近预报模型屏蔽掉海洋区域降水对结果的影响，使用带掩膜的加权均方损失MWMSE作为模型的损失函数，其定义如下： 式中，Ix,y代表观测图像中位于x,y处的降水强度，I′x,y代表预测图像中x,y处的降水强度，Maskx,y为陆地掩膜，掩膜中雷达扫描范围内的陆地点为1，其余点为0，Weightx,y为该点所对应的权值，根据实际降水量的不同，设置不同的权值，使模型更关注强降水区域； S5、使用任一小时内的环境场数据与雷达反射率数据，使用所述S2中的方法将每个雷达扫描时刻的雷达反射率数据从极坐标系转换成笛卡尔直角坐标系下的三维数据，将每个小时的环境场从等经纬度转换成等距离的三维格点场数据，并将该小时内的雷达反射率数据与环境场数据作为模型的输入，则模型输出为后一小时对应的降水临近预报场。

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