新型地基遥感激光雷达的风参数观测验证及应用研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，对大气环境监测和气象预报精度的要求越来越高。

风参数作为气象学中的重要参数，对于理解大气边界层结构、提高天气预报准确性、保障航空安全以及评估风能资源等方面都具有重要意义。

传统的探空气球观测方法虽然精度较高，但其受限于时间和空间分辨率，无法满足实时、连续观测的需求。

2. 本选题国内外研究状况综述

随着激光雷达技术的进步，国内外学者对地基遥感激光雷达的风参数观测进行了广泛研究，并取得了丰硕的成果。

1. 国内研究现状

我国在地基遥感激光雷达风参数观测方面起步较晚，但近年来发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以新型地基遥感激光雷达为观测平台，以获取高精度、高时空分辨率的风参数数据为目标，重点开展以下几方面研究：
1.系统介绍地基遥感激光雷达的工作原理、系统组成及技术特点，阐述激光雷达探测风场的物理机制和风参数反演方法，并建立完善的数据处理流程，为后续研究奠定基础。

2.开展外场观测实验，获取激光雷达原始数据。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验观测相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.开展文献调研，系统学习地基遥感激光雷达的工作原理、风参数反演方法以及相关应用研究进展，掌握本领域的研究现状和发展趋势，为研究方案的设计提供理论依据。

2.搭建实验平台，选择合适的实验场地和时间，利用新型地基遥感激光雷达开展外场观测实验，并同步收集探空气球、气象站等数据，为后续数据分析提供基础数据。

3.开发数据处理程序，利用matlab、python等编程语言编写数据处理程序，对激光雷达原始数据进行预处理，包括数据读取、信号去噪、数据插值、坐标转换等，并将处理后的数据与探空气球、气象站等数据进行对比分析，评估激光雷达观测数据的精度和可靠性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.利用新型地基遥感激光雷达获取高精度、高时空分辨率的风参数数据，为研究大气边界层结构和风场特征提供新的数据来源。

2.结合多种数据源对激光雷达反演的风参数进行综合验证，提高观测结果的可靠性。

3.探索激光雷达风参数数据在风切变识别与预警、大气边界层高度探测、风能资源评估等方面的应用，拓展激光雷达数据应用领域，为相关领域提供新的技术手段。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘文清, 张玉钧, 刘东, 等. 地基激光雷达大气探测技术研究进展[j]. 中国激光, 2018, 45(10): 1000001.

[2] 张晓卿, 胡欢陵, 张镭, 等. 基于地基激光雷达的大气风场探测技术研究进展[j]. 激光与光电子进展, 2020, 57(05): 050001.

[3] 周俊, 刘东, 周迪, 等. 基于多普勒激光雷达的风切变探测技术研究进展[j]. 激光与光电子进展, 2021, 58(15): 150001.