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测雨雷达系统，助力构建雨水情监测预报“三道防线”

发布时间：2023-09-15

      近年来，我国突破历史记录的水旱灾害频繁发生，洪水等自然灾害对人民的生命财产安全构成严重威胁。为了更好地应对这些挑战，水利部部长李国英多次强调，要加快构建气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测“三道防线”，进一步延长雨水情预见期、提高降水监测精准度，有效应对水旱灾害风险。

什么是测雨雷达？

测雨雷‍‍‍达向外发射脉冲波，并侦测从雨滴等气象目标反射回的信号，获得降雨的三维结构和雷达回波强度，并通过这些数据计算得到实时降雨信息。测雨雷达以地面以上2km垂直高度大气中的液态水为主要探测目标物，实现以雷达站为中心、半径≥45km范围内的近地面层液态水含量的精细化测量。

测雨雷达和气象卫星是构建雨水情监测体系的第一道防线，可以监测降雨的发展趋势，为防洪减灾、气象预报、水文监测等应用提供重要的数据支持。与传统监测手段相比，测雨雷达具有监测范围广、局部强降雨不漏测、监测分辨率高等优势。

‍关于水利测雨雷达

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图3 水利测雨雷达发展历程

近年来，水利部门积极开展水利测雨雷达系统的建设与应用试点。水利部连续四年汛期实时开展雷达短临暴雨预警，在提高暴雨监测预警方面取得了良好成效。

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‍星图亿水测雨雷达系统‍

      中科星图亿水科技有限公司（简称：星图亿水）是国内第一批对水利测雨雷达进行研发生产的水利信息化系统服务商，全面参与了水利部组织的测雨雷达研发、试点、示范等各项工作，并独立承建了用于山洪灾害预警、小流域防洪、城市防洪预警、境外降水监测、水生态研究等目的的近十部测雨雷达，积累了丰富的测雨雷达系统设计、建设、评价和运维保障经验，获得了多项测雨雷达相关专利，处于行业领军地位。

研发

成果

星图亿水拥有2项测雨雷达技术核心专利、3项测雨雷达模型算法及应用系统著作权证书，在测雨雷达技术研究方面取得了一定的成果；同时星图亿水具有水利行业（水文设施）专业乙级设计资质，承担和完成了多个测雨雷达系统建设方案的编制工作。

图4 星图亿水测雨雷达研发成果

部署

案例

星图亿水目前在全国范围内已完成9部测雨雷达系统的部署（截止2022年底，全国水利部门共部署40部），部署案例和应用场景如下：

2017年，广西崇左两部雷达，境外降雨监测，半径96km

2017年，福建泉州四部雷达，城市暴雨监测预警，半径36km

2019年，江西婺源一部雷达，智慧小流域降雨监测，半径36km

2020年，江西鄱阳湖一部雷达，水生态研究降雨监测，半径36km

2023年，江西瑞金一部雷达，山洪防御能力提升，半径45km

图5 测雨雷达部署案例

系统

组成

星图亿水测雨雷达系统包括雷达硬件设备、雨滴谱仪监测设备（可选）、雷达数据处理软件、雷达应用服务软件以及附属配套设备等。

其中，雷达硬件设备包括双极化天线、伺服单元、收发单元、标定单元、信号处理单元、运行监控单元；雨滴谱仪监测设备主要包括激光雨滴谱仪、遥测终端机、通信模块、供电和基础设施；雷达数据处理软件包括质控处理模块、反演产品处理模块、预报产品处理模块、数据服务接口等；雷达应用服务软件包括单站和组网雷达回波监测产品应用模块、精细化格点雨量监测产品及临近预报产品应用模块、精细小流域（区域）面雨量监测及临近预报应用模块、乡镇级致灾暴雨告警/预警应用服务模块、产品展示服务模块等；附属配套设备包括供电设备、UPS 或发电机、防雷设施以及光纤专线网络等。

系统

优势

      星图亿水采用了先进的X波段测雨雷达技术，以其高精度的测量和实时监测能力被气象监测、防洪减灾、水资源管理等多个领域广泛认可。在此基础上融合地物抑制、地物匹配探测、雨衰动态订正、云雨分区、冰雹识别等关键技术，构建行业先进的测雨雷达应用系统。具备如下优势：

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监测范围广

测雨雷达可以监测以雷达为中心、半径45公里范围（约6300平方千米）的降水信息。

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面雨量监测

与地面雨量站单点监测相比，测雨雷达面雨量监测，可有效防止局部强降雨漏测风险。

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监测分辨率高

测雨雷达可以监控覆盖范围内的每个30m×30m（或75m×75m）格点的降雨量，有利于提高洪水预报和城市内涝预报的精度。

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实时监测

测雨雷达可以输出分钟级的实时降雨数据，有利于提高防汛预警和调度的及时性和有效性。

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提前预警

通过监测降雨演变趋势，测雨雷达系统可以提前预测可能的降雨和洪水风险，为防灾减灾提供关键信息。

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自动化程度高

测雨雷达采用小型模块结构及高性能的集成SoC架构，几乎无需移动部件，因此具有很高的自动化程度，降低了人工维护成本。

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维护成本低

测雨雷达采用一体化设计，硬件系统稳定可靠，不需要经常更换部件。在日常维护中，只需要定期检查雷达的表面是否被污染以及清理维护即可。另外，测雨雷达系统可以远程监控，不需要人工值守，大大降低了人力成本。

监测成果

（功能特点）

测雨雷达系统监测成果包括：格点雨量、面雨量图、雷达拼图、过程反演、累积演示、暴雨中心、降水强度、降水面积、降水历时等。

结束语

综上所述，测雨雷达系统是雨水情监测“三道防线”中的第一道防线，在降雨监测和流域防洪中扮演着至关重要的角色，高精度的测雨雷达系统的建设和应用对于延长洪水预见期和提高降雨监测精准度具有重要作用。

测雨雷达系统是星图亿水的重要产品之一，我们拥有丰富的研发经验和技术积累，具备完善的研发体系和创新能力。未来，我们将继续加强与国内外相关机构和企业的合作，以技术研发和业务创新为突破口，不断提高产品的性能和质量，为客户提供更优质、更高效的服务，为水利信息化事业的发展做出更大的贡献。