利用敦煌辐射校正场对FY-2B静止气象卫星进行可见光通道的在轨辐射定标

FY-2B由于杂散光的影响，其可见光通道的发射前定标存在较大误差。利用敦煌戈壁滩辐射校正场可进行FY-2B可见光通道的在轨绝对定标。由于FY-2B对于敦煌场区的卫星天顶角接近50°，需要进行场地的方向特性BRDF修正。2002年7月对FY-2B进行了场地地表反射率、大气消光、探空等项同步测量，并对场地的方向特性进行了测量。资料处理结果表明，FY-2B可见光通道杂散光可影响定标精度达20%。长期监视表明FY-2B可见光通道探测器输出十分稳定。该文将4个可见光通道探测器场地定标得出的定标查找表列出，供用户参考使用。     

GMS展宽云图实时接收和图象处理系统

GMS展宽云图实时接收和图象处理系统由卫星信号接收设备、实时高速数据接口,图象处理三部分组成。系统的主要工作原理:天线接收的卫星信号,通过接收机,解调器和同步器,将GMS展宽数据流送到高速接口板;经数据缓冲后,计算机一边将展宽数据存入硬磁盘,一边对所选的1024×1024 ×8bit窗口中的图象实时地在高分辨屏幕上进行伪彩色显示。     

FY-2和GMS-5红外通道遥感图像质量的功率谱分析

根据遥感图像功率谱的性质,对比分析了FY-2和GMS-5扫描辐射计红外通道的图像质量。计算结果表明,FY-2红外通道遥感图像功率谱各分量之和不高于GMS-5红外A通道遥感图像的功率谱各分量之和。数值模拟试验的结果表明,FY-2红外通道的图像质量大体上与GMS-5红外A通道的图像质量相当。     

FY-2A与GMS-5红外通道遥感数据的辐射定标

该文通过辐射传输模拟计算和匹配数据统计分析实现了FY-2A和GMS-5红外通道间的辐射定标.以辐射定标为基础将FY-2A红外通道和GMS-5红外A通道的遥感资料融合应用, 可以得到时间分辨率更高、空间视野更为广阔的静止卫星遥感资料.     

GMS卫星展宽数字资料接收和实时图象系统研制

为适应日本GMS卫星云图播发体制的改变，作者研制了GMS卫星展宽数字资料接收和实时图象系统。本文分析了展宽数字资料信息格式的特点，并介绍了研制系统的组成、特点和实验结果。     

2002年3月18～21日强沙尘暴天气过程的监测

简要讨论了利用NOAA卫星、FY-1C卫星和GMS5及FY-2B卫星监测沙尘暴的原理和方法、沙尘强度指数的建立、沙尘暴强度的计算方法和地理信息系统的应用。以2002年3月18～21日发生在我国北方地区的一次强沙尘暴过程为例,说明上述方法不仅能监测到沙尘暴的发生、发展和演变,还能对沙尘暴参数进行定量计算,是监测和预警沙尘暴的重要手段。     

FY-3微波成像仪10.6 GHz通道超分辨率图像重建

为改善风云三号 (FY-3) 微波成像仪10.6 GHz通道空间分辨率,提出利用超分辨率图像重建算法进行图像重建。分析并指出FY-3微波成像仪10.6 GHz通道具有过采样特征,具备重建得到高于瞬时视场图像的潜力;基于超分辨率图像重建理论,根据FY-3气象卫星轨道、姿态,微波成像仪性能参数以及工作模式等物理约束,建立微波成像仪的超分辨率成像模型,并推导计算出超分辨率成像模型参数;采用POCS算法重建得到10.6 GHz通道的超分辨率图像,采用目视比较分析、图像统计分析对重建图像进行质量评价:重建图像像元平均梯度提高26.5%,功率谱分量和提高5.7%,重建图像具有更高的空间分辨率;台风亮温分析应用显示了从重建图像可发现更微小的景物细节目标。采用超分辨率图像重建算法对FY-3微波成像仪10.6 GHz通道进行重建处理,结果有效且正确,可为数据用户提供更多可用的遥感数据,对微波遥感数据应用具有提升作用。     

GMS展宽云图处理系统及应用

本文以GMS展宽云图512×512逐点8bety资料为处理对象,研究了图像处理系统。系统包括图形卡图像处理、增强图像、数值化处理及预报应用四个部分。该系统在1993—1994年省台预报中进行了业务应用,给预报决策服务提供了有效信息。     

FY-3B/MWHS性能参数在轨实时监测

2010年11月5日发射的风云三号B星 (FY-3B) 是我国第2代极轨气象卫星的第2颗星。其上装载的微波湿度计 (MWHS) 在183 GHz水汽吸收线设计了3个大气探测通道,在大气窗区150 GHz设置了双极化通道。该文主要对FY-3B微波湿度计系统进行介绍,分析其在轨5年的性能,对仪器在轨关键性能参数进行了长时间序列分析,结果表明:仪器各通道灵敏度均优于0.4 K,其中通道1,2,4,5的灵敏度优于0.3 K,定标精度稳定在0.3~0.55 K,未出现恶化现象, 同类型在轨载荷星下点处匹配数据交叉比对,相关系数优于96%。分析表明,该仪器在轨性能和数据质量均优于FY-3A微波湿度计。同时,利用微波湿度计实测数据,着重分析2015年6—7月若干台风的生成、演化、增强和消亡的整个过程,并对台风区域强降雨监测进行分析。     

基于静止气象卫星的三维云图测量技术研究

云图三维数据有着广泛的实际应用,在航空气象中,利用云图三维数据生成的云顶高度图用处非常大。同时,它也是识别天气系统强度,尤其是确定最强对流云区的有效工具。研究方法通过确定两幅或多幅图像之间的对应点,得到视差数据,从而计算物体在三维空间的位置、朝向和深度等信息,重建三维场景。本文应用静止气象卫星FY-2E、FY-2C的VISSR云图数据进行三维云图测量,使用FY-2E、FY-2C在不同角度对同一区域进行同时拍摄的两幅图像对,进行数据处理获取VISSR云图的三维数据。使用的数据处理方法中,视差图中准确匹配的点在70%左右,可以分辨最低的云顶高度在3km左右。重点介绍云图数据处理中的虚拟相机模型建立、图像匹配及空间三维获取等关键技术。     

Automatic classification and compression of GMS cloud imagery in heavy rainfall monitoring application

The Bayes Decision method (BD) has been implemented on GMS Stretched VISSR (S.VISSR) images. Several objects are identified. These are earth’s surface, stratiform, convective and cirrus clouds. Overlaid 6-hour surface rainfall observations show that the rain area on the ground matches with precipitable cloud area identified by BD method. Finally the data of classified image are compressed to about one-eighth amount by use of Line-Run-Coding technique. It is helpful for data archive and remote transmission.     

风云二号可见光通道噪声分析

通过空间结构函数分析法,分析了风云二号扫描辐射计可见光通道的噪声。计算结果表明,风云二号扫描辐射计可见光４个通道的噪声水平不完全一样,其中通道１的等效噪声计数值最大,为０．５１,其它３个通道的等效噪声计数值为０．４２￣０．４５。     

静止气象卫星图象实时处理方法

本文提出一静止气象卫星图象实时处理方法。在没有计算机的条件下用硬件完成放大、增强、注释、合成和网格地图叠加等，同时还能从传真机得到图象硬拷贝。此方法已在GMS卫星展宽云图接收和处理系统中推广应用。     

自旋稳定静止气象卫星扫描辐射计水汽通道外定标方法研究

该文利用探空资料, 用辐射传输模式LOWTRAN 7, 计算了卫星的入瞳辐射率, 确定了FY-2和GMS-5卫星多通道扫描辐射计水汽通道定标系数.由于星蚀期间星上温度变化迅速, 星蚀期间的外定标考虑了星上黑体定标, 并用实际观测值和探空资料做了检验。通过近半年的运行, 这种方法取得了较好的效果.     

省域GMS卫星遥感图象处理系统

利用卫星资料接收系统获取的ＧＭＳ卫星多通道１：１原始图象资料,建立了省域范围较高分辨率的ＧＭＳ卫星图象处理系统。介绍了系统的结构、功能、特点及图象定位、红外图象重采样、省域地理信息叠加等关键技术。对山东省域的ＧＭＳ图象进行处理表明,生成的图象直观清晰,定位准确,具有较高的图象质量。     

基于FY-4A卫星遥感数据分析2021年3次沙尘暴特征

FY 4A上搭载的多通道扫描成像辐射计（AGRI）无论是时间分辨率还是空间分辨率与我国第一代静止气象卫星风云二号上搭载的扫描辐射计（VISSR）相比都有了明显的改进。本文基于FY 4A AGRI成像仪IDDI(红外差值沙尘指数)和新的昼夜沙尘遥感改进算法开展2021年中国北方沙尘过程连续遥感监测处理，并系统分析了2021年3个典型个例的沙尘暴特征和影响区域。结果表明：① 3次典型沙尘过程对我国北方各省份的影响面积总计最低达到260万km2以上，最高达到300万km2以上，4月14—17日的沙尘暴影响面积最大。②2021年沙尘高发区在新疆南部、甘肃河西走廊以北以及内蒙古西部。与2019、2020年同期相比，2021年我国北方沙尘发生频次更高、影响范围更大。③新一代FY 4A静止卫星对我国沙尘过程年际变化具备更加完整的监测能力。     

应用FY-2地表蒸散产品监测西南特大干旱

基于能量平衡原理的卫星遥感地表蒸散产品具有清晰明确的物理含义,广泛地应用于遥感干旱监测领域。本研究以中国能量与水平衡监测系统（CEWBMS）和近11年的静止卫星遥感数据集为基础,利用FY-2/VISSR数据生成相对蒸散距平百分率（Percentage of Relative Evapotranspiration Anomaly,PRETA）产品,应用于全国范围的旱情连续监测。与极轨卫星同类产品相比,基于FY-2的PRETA产品在监测范围和频次上都具有明显的优势。由于距平百分率的引入,PRETA干旱指数等级划分不再与季节和地域气候类型等因素相关。针对2009年秋季至2010年春季西南大旱的监测结果进行了对比分析和统计,结果表明PRETA干旱指数真实客观地反映了旱情时空变化,面平均的PRETA和降水距平百分率时间序列变化趋势显示出良好的一致性,PRETA与10 cm土壤相对湿度有较高的相关性。本研究为实时、大范围、高分辨率、定量和动态卫星遥感监测干旱提供了切实可行的方法。     

使用6S模型由GMS5卫星资料反演陆地大气气溶胶光学厚度

采用每日08、11、14、17时（北京时）地面气象观测资料、卫星资料，应用6s辐射传输模型（second simulation of satellite signal in the solar spectrum）建立一幅晴空条件下4个时次的大气辐射参数背景底图。利用辐射传输理论，在辐射参数（背景底图上）与大气气溶胶光学厚度（aerosol optical depth，AOD；任意一天与背景底图同时次）之间建立了闭合一元非线性方程，求解方程得到晴空条件下陆地大气气溶胶光学厚度。选用一月内的GMS5-VISSR可见光通道资料，按上述方法得到选定时间段内的每日08、11、14和17时北京气象观测站位置处的550nm晴空大气气溶胶光学厚度。反演得到的晴空AOD值可以反映1个月内气溶胶光学厚度的日变化规律。另外，在中国大陆范围内划定反演试验区域，选择试验区域内的气象站所在位置为反演点，制作底图，并求算2002年5月1-17日、7月13日-8月14日站点位置的AOD。由站点值插值到整个反演试验区域内，所得结果反映出任意时次反演试验区内的气溶胶空间分布情况。