基于 DeepLabV3+改进的双偏振雷达定量降水估计方法
DOI:
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作者:
作者单位:

1.南京信息工程大学自动化学院 南京 210044; 2.南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心 南京 210044; 3.南京信息工程大学电子与信息学院 南京 210044

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP391.4;TN957.52

基金项目:

国家自然科学基金(42175157,42475151)、江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX25_ 1647)、国家重点研发计划项目(2021YFE0116900)、风云卫星应用先行计划项目(FY-APP-2022-0604)资助


Quantitative precipitation estimation method for dual-polarization radar based on improvements of DeepLabV3+
Author:
Affiliation:

1.School of Automation, Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044, China; 2.Jiangsu Provincial Collaborative Innovation Center for Atmospheric Environment and Equipment Technology, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China; 3.School of Electronic and Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China

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    摘要:

    针对双偏振雷达定量降水估计中精度不足与计算效率较低的问题,提出了一种基于DeepLabV3+改进的轻量级多尺度融合算法DPCR-Net。该算法采用轻量化主干网络结合倒置残差与膨胀卷积,在减少参数的同时保持特征提取能力;通过密集级联自适应特征金字塔(D-ASPP)增强特征复用与对小目标的敏感性;并利用混合注意力解码器融合多尺度特征,抑制噪声并保留细节。在NJU-CPOL数据集上的实验结果显示,所提方法的平均绝对误差(MAF)、均方根误差(RMSE)和相关系数(CC)分别为0.519 7、4.174 4和0.661 0,命中率为0.897 4,参数量仅4.11 M,计算量为8.29 G。相比主流模型,所提算法在估计精度与计算效率上均有提升,可支持高精度实时降水估计及边缘设备部署。

    Abstract:

    Addressing the issues of insufficient accuracy and low computational efficiency in quantitative precipitation estimation for dual-polarization radar, this paper proposes a lightweight multi-scale fusion algorithm, DPCR-Net, based on an improved DeepLabV3+. This algorithm employs a lightweight backbone network combined with inverted residual and dilated convolution to reduce parameters while maintaining feature extraction capabilities; enhances feature reuse and sensitivity to small targets through a densely cascaded adaptive feature pyramid; and utilizes a hybrid attention decoder to fuse multi-scale features, suppress noise and preserve details. Experimental results on the NJU-CPOL dataset show that the method achieves a mean absolute error (MAE), root mean squared error (RMSE) and correlation coefficient (CC) of 0.519 7, 4.174 4 and 0.661 0, respectively, with a hit rate of 0.897 4, a parameter count of only 4.11 M and a computational cost of 8.29 G. Compared to mainstream models, the algorithm proposed in this paper improves both estimation accuracy and computational efficiency, enabling high-precision real-time precipitation estimation and deployment on edge devices.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

周文博,张永宏,王俊飞,杨天笑.基于 DeepLabV3+改进的双偏振雷达定量降水估计方法[J].电子测量技术,2026,49(10):182-196

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