天气雷达用于监测降水与强对流天气系统的发展演变、定量测量降水，是气象部门进行短时预警的重要探测手段之一。近年来，我国气象业务部门也加紧了新一代多普勒雷达(CINRAD)网的建设和发展，这对确定大气风场、研究降水的形成与发展、分析中小尺度天气系统的演变、警戒强对流天气、测量降水量等方面的应用非常重要，有利于促进社会经济发展和保障人民生命安全。 鉴于天气雷达资料具有时间和空间分辨率高的特点，适合进行雷达定量测量降水的研究与应用，但由于Z-I关系随不同的地理位置和硬件设备存在很大差异，统计出本地适用的Z-I关系是雷达定量测量降水工作本地化研究与应用的基础。为充分发挥新一代多普勒雷达资料在定量测量降水中的作用，本文通过2006年两次积层混合云降水过程的回波和雨量资料，分析大连地区降水适用的Z-I关系及其变化规律。 本文统计了2次过程的10min雨强和回波强度数据，通过复相关系数挑选出相关性较好的自动站点，并对数据进行了初步分析。发现对于不同样本点，计算结果差异较大，原因是由于Z-I关系的异方差性使较大雨强样本和较小样本对常规最小二乘的总方差贡献差异太大。第五章对2次过程采用6种计算方法分别进行拟合，并对结果进行比较、分析。在实际运算过程中发现要深入、全面地了解Z-I关系的特性，必须认真 理解最小二乘法的基本概念及其使用前提和适用范围等，因此第七章对最小二乘法的基本概念进行总结，认为在Z-I非线性关系中应当首先把握误差项的物理意义。 研究结果表明： 1)考虑回归方程误差项εi的物理意义，I：αZiβ+εi2的拟合形式优于Zi=αIiβ+εi1。 2)、由于非线性函数的异方差性，常规最小二乘法中误差项的方差Var(ε1)=σ2为常数的假设无法满足。 3)、对回归模型Ii=αZiβ+εi2进行最小二乘拟合时，取权重Wi=1/Ziβ0符合Z-I关系的物理意义和实际情况。 4)、通过两次降水过程不同方法比较分析，认为WCTF(weighted CTF)法计算效果较好。 5)、通过回波拟合雨量与实测雨量的相对误差比较，在100km左右出现相对高估、距离趋近或趋远时出现相对低估。 6)、通过各站点10min的I回波强度和I实测曲线比较，可以比较详细了解雷达估测降水量的过程性特点。 本文主要创新点是： 1)、首次对大连气象局多普勒雷达的回波强度与本地雨强之间的关系进行讨论；通过各站点的10minI回波强度和I实铡曲线比较，总结本地Z-I关系的过程性特点，对新一代天气雷达估测降水的本地化做了一些基础性工作。 2)、发现了由于雷达估测降水函数的非线性，在确定Z-I关系系数的最小二乘法中存在异方差性的问题并对其影响进行了讨论。 3)提出了一种新的计算方法，既能够减小异方差，提高计算稳定性，又能够满足回波拟合降水与实测降水之间误差最小的条件。