随着灾害性天气近年来的频繁发生，高时空分辨率的雷达定量降水估测信息，在暴雨、台风、洪水等灾害性天气的短时临近和精细化预警预报等工作中发挥了越来越重要的作用。基于雷达三维组网拼图数据的定量降水估测（QPE:Quantitive PrecipationEstimation）算法业已在业务中得到初步应用，虽然表现出良好的稳定性和实时性，但目前并未开展较为全面的评估和分析工作。同时，Z-R关系、雷达波束部分遮挡和雷达-雨量计融合方法等因素，严重限制了雷达QPE的精度，在降水估测中，这些算法环节均待进一步优化改进。因此，本论文首先评估了基于雷达组网拼图的QPE算法的业务应用效果，同时，在Z-R关系、波束遮挡订正和融合方法环节使用新的技术手段对雷达QPE算法进行优化改进，以期提高雷达降水估测的精度。主要的工作和结论包括以下几个方面的内容：（1）以雷达反射率因子廓线作为分析工具，评估了基于雷达组网拼图的QPE算法在杭州市气象局的业务应用效果。分析了算法在不同类型天气过程的适用能力，以及影响雷达降水估测的主要误差源：层状云过程中，如果完全遮挡和回波亮带效应并存，会导致雷达QPE的高估；回波云顶的偏弱雷达回波则会导致雷达QPE的低估；在梅雨锋和台风过程中，不同类型降水并存，这使单一动态Z-R关系拟合方案存在明显的不适用性；伴随飑线的强对流以及台风本身的非对称结构特征，都会严重降低雷达QPE的精度。（2）针对多尺度天气过程中不同类型降水并存，提出了基于云团的分组Z-R关系拟合方案，用来改善雷达QPE初值场的精度。四种不同类型天气过程中效果评估对比表明，该方案在梅雨锋、台风、飑线和层状云降水过程中，均显著优于单一动态Z-R关系方案和简单分组Z-R关系拟合方案，可以有效提高雷达QPE初值场的精度，具有更好的降水估测效果和业务应用能力。（3）针对雷达波束部分遮挡造成的雷达QPE低估，提出了基于雷达回波概率特征的雷达波束遮挡识别方案，并以单部雷达波束遮挡信息为先验知识，先剔除单部雷达部分遮挡区域内雷达回波，然后再组网拼图。不同天气过程的验证结果表明，使用新的数据处理方案，不仅可以显著提高雷达组网拼图数据的连续性，有效增强部分遮挡区域内的雷达回波强度，可以有效地降低部分遮挡对Z-R关系拟合的影响，提高部分遮挡区域内部、外部及整体的雷达QPE精度。（4）针对雷达-雨量计融合方法的优化问题，提出了基于云团的分组Z-R关系和最优插值联合QPE方案，并对比了该方案与单一动态Z-R关系和最优插值联合QPE方案、简单分组Z-R关系和最优插值联合QPE方案，以及仅基于雨量计的IDW降水估测方案之间的相对精度，结果表明：基于云团的分组Z-R关系和最优插值联合QPE方案明显优于其他两种联合QPE方案；相比仅基于地面雨量计的IDW降水估测方案，三种不同的联合QPE方案，在梅雨锋、台风和飑线过程中，均表现出更高的降水估测精度；在层状云降水过程中，相比仅基于地面雨量计的IDW降水估测方案，基于单一动态Z-R关系方案或简单分组Z-R关系拟合方案与最优插值法的联合QPE方案，并未取得更优的降水估测效果，仅联合基于云团的分组Z-R关系拟合方案和最优插值法的融合方案，取得了与IDW法相当的降水估测精度。