op1.濾除非氣象資訊 (一) - 不動回波濾除、地形回波濾除

雷達掃描是「見者有份」，不會因為是氣象用途而就只會觀測雨滴(水滴)而自動略過其他物體。雷達掃描是在掃描範圍內的物體都會原形畢露。所以在使用雷達資料前，首先第一步就是『確定我們雷達圖看到的，都是我們需要的』，如果其中有其他物體的訊息(凡是不要的，以下暫稱之為雜訊，有可能是山脈、樹木、電線杆、飛機、浪花…等等)，也不用擔心，有許多的經驗方法，可以將我們不要的訊號給濾除乾淨。

所謂的經驗方法，不過就是依照不同雜訊的特性來將之濾除。亦即"知己知彼，戰無不勝"。當了解這個雜訊呈現出來的雷達訊號的獨特之處，你就可以設條件將它去除。好比說，山脈的回波就是會跟地形圖中高山的位重疊，同時有很強的反射率(很強的回波)，可是山不會動，所以沒有速度的訊號。又好比說，沿海的浪花，當然是在近海到陸地沿海的位置，小水花給出的反射率會小一些(回波弱到中等)，然後也會飄動，所以是有一點速度(可能時速15公里以下)。

當然實際上一定存在回波中等速度中等的雨滴，所以這個在判斷上就會有重疊特性，所以單單這兩項是不容易乾淨分離雜訊及雨滴訊號的。所以還可以加上其他的雷達『參數』來做「聯集」的多項條件，當作雜訊去除的門檻值。

後續的9個功能就是會將不同的雜訊目標而設計的濾除方法。我們將逐一介紹概念、方法及結果。

op1.濾除非氣象資訊選單，內含9個功能

功能1: 不動回波 (1= Motionless echo)

◆ 概念: 此功能是讀取10筆雷達資料，計算在10筆資料中始終不移動的強回波位置，視為地形地物上的物體，就是不隨時間改變位置的非氣象資訊。
◆ 結果:

原始雷達資料

由連續十筆雷達資料計算不動回波所找尋出來的不動回波(motionless,ML)場，

其色標代表十筆資料中大於回波門檻(thr_zh=45)的個數(1~10)

原始資料減掉ML場中符合個數門檻(thr_ml=8)的結果，
再加上濾除地形後的回波；

將上圖再用RhoHV=0.85當作門檻再濾除一次。

功能2: 用地形高度濾除地形 ( 2 = Terrain Height)
◆ 概念: 以地形圖當作參考，將它跟我們雷達資料作疊圖，就能知道圖中哪一些位置在岳陸或高山地形上，就可以把它濾除。也就是若電磁波碰到地形， 則後方的資料全部濾除。

◆ 方法: 當觀測的電磁波波束的高度小於該位置地形高度時，往後5個gate設為無效值。亦即在第6個gate開始低於地形高度，則回到第1個gate就把資料就殺掉。避免地形定位偏移造成的小誤差。

◆ 結果:

原始雷達資料

地形濾除後的雷達資料

上圖會發現，在新北市山區後有一小塊扇形被濾除掉了。代表說這在個位置，雷達電磁波的波束是低於山脈的高度，也就是它其實是打到"山裡頭"去了，但是山裡頭絕對不會有我們要的雨滴訊息的，所以我們可以直接判斷說，一旦打到山了，後面的資料就都不能要了。即便已經到了沒有山的海上，還是沒有資料的唷。因為電磁波已經在遇山就受阻擋，就走不過去了，所以在後面的訊息其實都是失真的資料，不具參考價值 的，所以就通通拿掉。

上圖的濾除結果還是擁有著許多的雜訊，因為我們現在只是選擇功能2，濾除地形上的非氣象資訊。海上的，平地上的雜訊，我們都還沒有處理。所以說，『各別擊破』是很重要的概念。這個世界很複雜的，都是各種因素混合在一起的，你手上的雷達資料也包含著好幾種的雜訊。所以我們在濾除非氣象資訊時，不可以心急。要一項一項做就可以得到漂亮的雷達圖了。然而所謂的一項一項並沒有一定的先後順序(不要傻傻地照著選單上的1-9項做啊!!)，也沒有統一的標準答案，每一張雷達圖(不同時間，不同雷達)都會有屬於它的最佳解。如何求出最佳解呢? 靠經驗、靠嘗試。就算我自認為玩過很多的雷達資料，但是每拿到一筆全新的雷達圖(雷達資料)，我還是要去試，試不同的方法，來了解修正的程度及結果好不好，藉由嘗試來得到最佳解。

『最佳解，是一個一個慢慢試出來的，沒有截徑』。

功能3-9，待下一篇再跟大家介紹。