多通道卫星云图云检测方法的研究

通过对2002年7、8、9三个月,范围为(8.65°N～59.65°N,73.22°E～134.42°E)的GMS-5卫星云图3000多次数字资料的取样,根据遥感原理和样本统计特征,探讨了常用的通道阈值法云检测方法,并尝试建立了红外分裂窗通道差值法和通道综合运算法的云检测方法。通过各种检测方法比较分析后发现:对通道阈值法,只要用红外一和可见光两个通道的阈值,就可得到较好的检测效果,但用这种方法阈值要随着太阳高度角和季节的变化发生相应的变化,虽阈值变化的幅度不大,却会对云检测工作带来很大的不便。此外,该方法云检测的结果存在地理位置的影响,即检测出的云量在中低纬度偏多而较高纬度偏少。作者建立的通道综合运算云检测方法,不仅改善了地理位置的变化对云检测带来的影响,而且通过红外分裂窗通道差值检测,可减弱太阳高度角的影响,减少了检测过程中阈值变化的繁琐,同时得到了更好的检测效果,检测结果与其可见光图像中的云区相比基本符合。     

青海地区闪电回击通道的温度特性

用无狭缝摄谱仪获得了青海高原地区云对地闪电回击过程的光谱,在谱线辨认和光谱特征分析的基础上,根据光谱线相对强度和跃迁参数值,用多谱线法,对回击通道不同高度处的温度进行了定量分析。结果表明,通道温度与闪电放电的强度密切相关,一般情况下,闪电放电过程越强,对应的通道温度越高;对通道不同高度处的数据分析发现,同一回击的通道温度随高度的增加略呈减小趋势。     

3种阈值方法在闪电通道图像识别中的应用

该文实现了3种常见的阈值算法在闪电通道识别中的应用。针对某些闪电通道图像对比度较低的特点,首先对原始图像去除背景光照不均的影响并进行图像增强,再根据所处理的闪电通道图像的具体情况,选择全局自适应阈值法、局部自适应阈值法或基于Otsu自适应阈值的Canny算子对增强后的图像进行边缘检测,进而对闪电通道进行识别。对所提取到的闪电通道进行形态学和细化处理,最终提取到由连续的像素点序列表示的闪电通道。针对数字图像中闪电通道背景的不同特点,文中提到的3种阈值方法能够有针对性地对不同图像进行通道检测,在保证准确获得清晰边缘信息的同时,较好地兼顾了对弱边缘信息的提取,有效保证了对闪电通道的识别效果。     

推算NOAA AVHRR 1、2通道衰减率的一种方法

给出了一种确定NOAA AVHRR可见光（通道1）和近红外（通道2）辐射仪传感器衰减率的方法。首先在中国西部沙漠地区选择38个沙漠目标区（尺度为20 km×20 km），用同一卫星相隔多年的两个不同时期的晴天过境观测资料，建立各自的观测反射率与卫星天顶角的函数关系。通过两个不同时期的函数关系的比较，用逐步回归法确定出传感器的衰减率。用1985年10月与1988年9月NOAA-9 AVHRR资料推算其通道1与通道2的衰减率分别为5.8%/年和4.6%/年。该方法也适用于不同NOAA卫星间的定标归一化。     

卫星图像像元云分析的方案研究和初步试验

为了充分利用卫星图像逐像点的信息来构造更加精细的中尺度数值天气预报初始场，设计了静止卫星(GMS5)图像逐像点的云分析方法，并进行了初步试验。多种数据表明，分析结果是比较合理的。文中主要介绍了用可见光和红外通道的辐射值订正碎云分析，用红外水汽通道亮温差的直方图分布规律，并结合可见光反照率阈值分割子集，以及联合红外水汽通道的数据计算云高、判定云类等的方法。     

基于A-Train综合资料的云顶高度反演研究

提出一种适用性较强的云顶高度反演方法。利用2007年低纬地区(15°S~15°N)的A-Train综合资料反演云顶高度。首先以M0DIS通道31和通道32的亮温值为特征参数,基于SVM分类法,将云分为不透明云、半透明云和透明云三类,分类准确率达到90.6%。然后对三类云分别用核回归法反演云顶高度,将其与CloudSat的2B-GEOPROF-LIDAR产品对比,均方根误差分别为0.95、1.17和1.27 km。与未分类的核回归法结果相比,分类后三种云的反演误差都有所减小。最后分析了三个典型个例。该方法可推广至其他含有红外分裂窗通道的卫星上,发挥更多卫星资源的效用。     

静止气象卫星反演海温及其分析技术方法的研究

用GMS5分裂窗通道和水汽通道的资料，以及船舶浮标站实测的海温资料进行反演海温和格点分析的试验研究。比较了三种不同的海温反演方法，其中用分裂窗通道资料并考虑削弱路径的方法，与用分裂窗通道资料并考虑水汽亮温的方法精度较好（平均约绝对误差分别为0．93℃和0．95℃）。文中还用递归滤波分析方法较好地解决了质量控制和客观分析的问题，分析出的格点场与实测海温分布基本一致。     

一次闪电回击过程的通道辐射特性

用无狭缝摄谱仪获得了山东省一次云对地闪电回击过程的光谱,根据光谱信息,计算了闪电通道等离子体温度和电子密度,并分析了闪电通道内部的辐射机制,讨论了闪电通道等离子体中的箍缩效应。由此推断:闪电通道等离子体中的箍缩效应是闪电产生X射线的主要辐射源。最后讨论了闪电通道与激光在大气中激发的等离子体通道的差异。     

地对空微波遥感温度、水汽廓线的联合求解

本文讨论了地对空微波遥感时5毫米吸收带各通道间的相关性,对各种地对空温度反演方法进行了比较。并应用蒙特卡洛法和统计控制法进行了温度、水汽的联合反演,挑选了最佳反演通道,取得了较为满意的数值结果。     

利用MODIS可见光和1.38μm通道反演卷云反射率

本文介绍了一种算法,利用TERRA或AQUA卫星平台上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的0.66 μm和1.38 μm通道来反演卷云双向反射率.资料表明,用1.38 μm通道测量的卷云反射率会被卷云上的水汽吸收所削弱.该算法将1.38 μm通道所得的反射率与0.66 μm通道所得的反射率作比较来衡量这种削弱作用的影响,从而获得可见光谱区域较精确的卷云反射率.