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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种基于变形卷积动力场约束的三维雷达回波外推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：CN120103342B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19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：202510100588.6，技术领域涉及：G01S13/95；该发明授权一种基于变形卷积动力场约束的三维雷达回波外推方法是由王迪;吴紫玉;李娜;石家庆;王萍;张军设计研发完成，并于2025-01-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于变形卷积动力场约束的三维雷达回波外推方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于变形卷积动力场约束的三维雷达回波外推方法，包括：S1、连续收集2小时内的雷达反射率和径向速度数据；S2、将雷达反射率数据转换成笛卡尔直角坐标系下的三维数据，将径向速度数据映射到径向矩形坐标系中并构建样本集；S3、获取径向速度图中的中层径向辐合特征信息；S4、搭建雷达回波外推模型；S5、引入变形卷积，完成对流系统动力场信息的自动化提取；S6、将样本集划分成训练集、验证集和测试集；S7、得到随后1小时的反射率图像。本发明以充分考虑天气系统的三维结构特征和动力学特性，同时结合多源物理约束信息，实现对天气系统复杂演变过程的精准模拟和预测。

本发明授权一种基于变形卷积动力场约束的三维雷达回波外推方法在权利要求书中公布了：1.一种基于变形卷积动力场约束的三维雷达回波外推方法，其特征在于：所述方法的步骤为： S1、雷达以VCP21体扫模式运行，即每6分钟完成9个不同仰角的扫描，连续收集2小时内的雷达反射率和径向速度数据； S2、对于每个雷达体扫时刻的数据：将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；对径向速度数据执行退模糊处理，并将径向速度数据映射到径向矩形坐标系中；以第一个小时内的反射率和径向速度图像作为外推模型输入，以第二个小时内的反射率图像作为标签，构建样本集； S3、利用中层径向辐合自动识别算法获取径向速度图中的中层径向辐合特征信息； S4、搭建以一小时内三维雷达反射率和径向速度图像为输入，以随后1小时的反射率图像为输出的雷达回波外推模型； S5、在雷达回波外推模型中引入变形卷积，完成对流系统动力场信息的自动化提取； 所述变形卷积指依据实际需求调节卷积核形态，进一步拓展有效速度特征及其关联信息的提取与表征，所述变形卷积的两种方式为： 1基于正负速度点之间最大统计距离的考量，变形卷积在每行的卷积核高度KH固定设置为15，卷积核的宽度KW则依据其在图像中的具体径向位置通过如下公式动态计算确定； 式中，r代表卷积核中心距离径向速度图像顶部的距离； 为了实现包括最大速度差dvmax和平均速度差dvmean在内的特征参量的量化，卷积核内部的权重分布情况由如下公式确定； 式中，i表示像素点距离模板顶部的距离，j表示像素点距离模板左侧的距离，i,j为像素点在模板内的坐标位置，Ω为特征计算的相关区域，Kli,j为i,j坐标处的权重大小； 2采用模板匹配方法，实施分区的速度匹配与计算，限定速度极值点间的距离并评估最大入流速度中心与出流速度中心之间的相对位置，精准识别气流场中关键速度特征，气流场速度特征识别模板呈正六边形，专门用于识别辐合、辐散、气旋、反气旋这4类气流场结构； 基于统计距离的考量，用于判定旋转类型的变形卷积在每行的卷积核高度KH固定设置为11，卷积核的宽度Kw则依据其在图像中的具体位置通过如下公式动态计算确定； 式中，h∈{-5,-4,-3,…,3,4,5}； S6、将样本集划分成训练集、验证集和测试集，在所述训练集上训练所述雷达回波外推模型，在所述验证集上进行超参数调优，在所述测试集上进行雷达回波外推模型测试； S7、使用任一小时内的雷达反射率数据，使用S2的步骤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，将每个仰角上的径向速度数据执行退模糊处理，将径向速度数据映射到径向矩形坐标系，并将该小时内的以上两种数据作为模型的输入，即可得到随后1小时的反射率图像。

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