静止与极轨气象卫星监测沙尘的融合算法研究

为了综合应用静止气象卫星与极轨气象卫星沙尘监测的结果,更好地进行沙尘信息的判识,采用改进的证据理论方法,进行静止卫星FY-2D/2E红外差值沙尘指数(infrared difference dust index,IDDI)产品与极轨气象卫星FY-3A沙尘强度指数(dust strength index,DSI)沙尘监测产品的融合处理,划分沙尘发生过程中的有沙尘暴发生区、无沙尘暴发生区及可能沙尘暴发生区。融合结果与气象站点观测结果的对比分析表明,本算法可以将静止气象卫星与极轨气象卫星遥感沙尘监测结果进行较好地融合,更好地划分沙尘暴发生的区域,对于沙尘暴过程的监测、评估和分析有重要的参考价值和指导意义。     

东亚多卫星集成降水业务系统

静止气象卫星与极轨气象卫星的集成应用,能够充分发挥静止气象卫星与极轨气象卫星的各自优势。东亚多卫星集成降水业务系统采用拉格朗日集成算法,利用静止气象卫星的红外观测信息计算的红外冷云移动矢量,为极轨气象卫星微波降水的发展提供约束条件,实现了静止气象卫星红外观测信息与极轨气象卫星微波降水的集成,综合了两类卫星观测的优势。同时业务系统的设计考虑了多数据分级管理、多业务单元的协同工作和插件式的系统整体框架,为业务系统合理、快速处理多种来源的红外观测数据、微波降水数据,以及未来的数据更迭和算法更新提供了必要保障。     

未来20年国际极轨气象卫星系统发展计划

一、引言极轨气象卫星与静止气象卫星相比,其优势是可以获取全球资料,为数值天气预报模式提供初始场,提高预报准确率,同时在全球自然灾害和环境监测以及气候研究中发挥重要作用。因此,对于极轨气象卫星来说,不会改变长期维持双星业务系统,而且星载仪器的探测能力(探测精度、分辨率和多功能等)将不断提高和加强。卫星将由自由飞行体(目前的NOAA系列)向平台结构方向发展。1991年初国际极轨气象卫星(IPOMS)的技术工作组(TWG)给出了未来20年国际极轨气象卫星系统发展计划等方面的最新研究结果。本文将简要介绍该项研究涉及的主要     

利用气象卫星监测白灾和黑灾

本文采用极轨气象卫星ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ第一通道（可见光波段）反射率作为反映积雪掩埋地面和牧草程度的指标，用以衡量白灾程度的大小，分析白灾程度的空间分布状况，同时，对利用气象监测黑灾的原理和方法进行了探讨。     

极轨气象卫星天线塔楼防雷设计

目前极轨气象卫星地面接收系统尚无防雷规范,笔者根据防雷理论并参考新一代天气雷达站防雷设计规范等结合极轨气象卫星天线塔楼所处的空旷地理环境及同类型天线塔楼的防雷设计措采取直击雷防护和雷电感应防护系统相互独立的设计方法,设计出适合极轨气象卫星天线塔楼的综合防雷设计方案。     

静止和极轨卫星陆表温度产品的改进方法

针对天气、气候和生态环境监测对较高空间分辨率静止气象卫星陆表温度及全天候极轨卫星陆表温度的需求,分别发展静止气象卫星陆表温度空间降尺度和极轨气象卫星陆表温度云下重构算法,并对其进行改进处理。其中,静止气象卫星陆表温度空间降尺度模型充分利用静止气象卫星高时频和多光谱观测的优势,基于同一卫星同一遥感器所观测的陆表温度和相关通道亮度温度的日变化特征建立非线性统计回归模型,同时考虑下垫面类型的影响,方法应用于我国静止气象卫星风云四号A星(Fengyun-4A,FY-4A)先进的静止轨道辐射成像仪(advanced geosynchronous radiation imager,AGRI)陆表温度的降尺度,结果表明,所发展的降尺度模型不仅可以将FY-4AAGRI的陆表温度由4 km降尺度到2 km,而且可以较好保持降尺度前陆表温度精度,降尺度前后陆表温度均方根误差最大为1.35 K。极轨气象卫星陆表温度云下重构则发展了DINEOF模型,并基于土地利用数据(Land-Use,LU)进行结果的二次订正,实现极轨气象卫星陆表温度的全天候获取,方法应用于极轨气象卫星FY-3D中等分辨率光谱成像仪(med...     

信号源在接收系统故障分析的应用

本文介绍了FY-1(02)批极轨气象卫星的接收系统,在业务运行中出现的故障,并对其进行分析和排除.     

极轨气象卫星图像的两种投影算法

本文通过读取极轨气象卫星1B(1A5)资料和MODIS的HDF文件,实现了极轨图像的两种投影算法--后向映射法、抛点法.后向映射法通过粗扫描、精扫描两步,经计算循环数最小值得出最佳的粗扫描步长,同时也是精扫描的子窗口大小,从而得到原始极轨图像的投影变换算法;抛点法通过获取源始图像中每个像素值的地理位置,将其投影到新的投影图中,充分利用了源文件的所有像素信息,最后将投影图上由于变形而没有数据的位置进行插值,从而实现数据的投影变换,该方法最大的优点是速度快,算法简单,可以应用到各种极轨图像的投影中去.     

低噪声放大器1dB压缩点输出功率的测试与分析

对于极轨气象卫星接收系统，由于气象卫星距地面一般为800—1000km，地面设备接收到的信号很弱。低噪声放大器作为极轨气象卫星接收系统的重要组成部分，要求其增益高、噪声系数低。     

我国气象卫星及应用发展与展望

截止到2008年6月底,我国已成功发射了4颗风云一号极轨气象卫星、1颗风云三号极轨气象卫星和4颗风云二号静止气象卫星.目前,风云一号D星、风云二号C和D星在轨业务运行,风云三号A星正在在轨测试中.我国的气象卫星已初步实现了业务化、系列化,率先实现了国防科工委提出的我国遥感卫星从试验应用型向业务服务型转变的目标.同时,我国也已成为世界上同时拥有极轨和静止两个系列气象卫星的3个国家或国家集团之一.世界气象组织已将风云一号系列、风云二号系列和风云三号系列卫星纳入全球业务应用气象卫星序列,使我国风云卫星成为全球综合地球观测系统的重要成员.我国气象卫星在我国国民经济建设和防灾减灾中发挥了重要作用,也为区域,乃至全球许多国家的经济发展做出了重要贡献.回顾了我国气象卫星及地面应用系统的发展历程,简要总结了我国气象卫星应用所取得的重要成绩,同时对未来我国气象卫星的发展趋势和发展目标等进行了展望.     

我国风云极轨气象卫星及应用进展

我国风云极轨气象卫星数据,目前已经被应用在天气预报、气候预测、自然灾害、环境监测、科学研究等多个重要领域,为我国国民经济建设、国防建设、防灾减灾和全球许多国家的经济发展做出了重要贡献。本文介绍了我国风云极轨气象卫星的发展历程,重点阐述了目前风云极轨气象卫星在卫星数据预处理、定量产品反演、卫星资料同化等方面的应用研究进展,并展示了第二代风云极轨气象卫星在全球业务观测、大气三维探测、海洋环境监测、数值预报应用等相关典型应用。在国家创新战略发展框架下,根据“国家级气象现代化总体方案”确定的2020年气象卫星及应用发展目标,第二代极轨气象卫星风云三号03批卫星系统工程必将进一步发挥重大支撑作用。     

基于FY 3D的MERSI全球晴空数据合成技术

FY-3D极轨气象卫星作为最新一代的极地轨道气象卫星,其图像数据包含了丰富的植被、河流、山区等地表信息,对陆地资源调查、地表类型变化监测等具有重要作用。但几乎每轨遥感图像大约有2/3区域都被云雾覆盖,无法直接获取云层下的地表信息用于产品应用。本文研究晴空数据合成技术,首次提出反射率最小合成法、植被指数最大合成法和西格玛合成法的3个标准联合运用的晴空合成技术,利用先进的多时次气象卫星遥感数据合成技术,自动生成FY-3D中分辨率光谱成像仪(MERSI-II)250m分辨率晴空遥感数据,较好地实现了云和云阴影的去除,生成的晴空效果良好,具备了后续应用的价值。     

HIRS/2 亮温直接应用于数值预报的试验研究

将极轨卫星HIRS/2探测仪的高分辨率亮温资料，经过定标、定位和其它一些预处理后，不经过反演，直接和其它观测资料一起用最优内插(OI)方法进行分析，给出数值预报初始场，并用国家气象中心的准业务有限区预报模式做预报试验。对比试验结果表明，在数值预报中直接使用亮温比使用反演资料更好。     

基于层次分析法和模糊评判法的西藏国家气象公园评价研究

本研究依据中国气象局发布的国家气象公园评价指标体系充分考虑高原文化特色, 采用层次分析法(AHP)构建了适用于高原的气象公园评价体系。结果表明: 在准则层中, 天气景观＞人文气象景观＞环境保护＞科学性, 权重值分别为45.94%、32.48%、14.91%、6.67%, 在因子层中, 稀有度＞人文价值＞气候特征＞科学性, 权重值依次为25.80%、17.20%、9.70%、5.00%。在此基础上, 对纳木措、羊卓雍措、玛旁雍措进行模糊综合评价分析表明, 纳木措各因素综合评价为优, 羊卓雍措各因素综合评价为良, 玛旁雍措各因素综合评价为良。因此, 在经济条件有限的基础上, 认为纳木措建设成为国家气象公园是最优选择。本研究结果可为环境规划等相关部门和行业提供决策参考。     

极轨气象卫星森林火灾实时监测系统

介绍了新开发的极轨气象卫星林火实时监测系统的原理、功能及其数据处理流程.其特点是在卫星过境的同时就可处理出森林火灾信息,解决了目前同类气象卫星林火监测系统不能实时监测的问题.极轨气象卫星林火实时监测系统是由3台计算机组成的并行处理系统.该系统将火点判识的时序从模糊到确定分3步进行,并将数据接收、火点判断、火点定位、显示等的运行时序分配在3台计算机中同步运行.该系统于2005年在广州气象卫星地面站投入业务运行.与原有卫星遥感林火监测系统比较,该系统对森林火灾监测的时间可提早约30 min.     

气象卫星数据传输的发展

分析了国内外气象卫星数据传输的发展方向：气象卫星数据传输的频率正在从传统单一的L波段向L波段和频率更高的X波段及K波段同时使用发展;数据格式采用空间数据系统咨询委员会标准（CCSDS标准）分包传输,信道编码采用了纠错及抗干扰能力较强的R—S加卷积的级联编码技术;原有的模拟传输体制都改为数字传输。文章归纳了各国极轨和静止气象卫星高低速率数据传输特性。便于广大气象卫星数据接收站及早做好接收新的气象卫星数据的准备。     

Fengyun Meteorological Satellite Products for Earth System Science Applications

Following the progress of satellite data assimilation in the 1990s, the combination of meteorological satellites and numerical models has changed the way scientists understand the earth. With the evolution of numerical weather prediction models and earth system models, meteorological satellites will play a more important role in earth sciences in the future. As part of the space-based infrastructure, the Fengyun (FY) meteorological satellites have contributed to earth science sustainability studies through an open data policy and stable data quality since the first launch of the FY-1A satellite in 1988. The capability of earth system monitoring was greatly enhanced after the second-generation polar orbiting FY-3 satellites and geostationary orbiting FY-4 satellites were developed. Meanwhile, the quality of the products generated from the FY-3 and FY-4 satellites is comparable to the well-known MODIS products. FY satellite data has been utilized broadly in weather forecasting, climate and climate change investigations, environmental disaster monitoring, etc. This article reviews the instruments mounted on the FY satellites. Sensor-dependent level 1 products (radiance data) and inversion algorithm-dependent level 2 products (geophysical parameters) are introduced. As an example, some typical geophysical parameters, such as wildfires, lightning, vegetation indices, aerosol products, soil moisture, and precipitation estimation have been demonstrated and validated by in-situ observations and other well-known satellite products. To help users access the FY products, a set of data sharing systems has been developed and operated. The newly developed data sharing system based on cloud technology has been illustrated to improve the efficiency of data delivery.     

气象仪器装备类科技成果后效评估指标体系和方法

以气象仪器装备类科技成果为研究对象开展后效评估研究。基于评估对象的界定与特征分析,对此类成果后效评估的指标要素进行了探索研究,初步构建了相应的后效评估指标体系,并采用层次分析法(AHP)确定了评估体系中的各项指标权重。根据构建的指标体系和评估依据,确定了气象仪器装备类成果的综合评分方法,并进行了模拟评估。结果表明:此后效评估指标体系与评估方法具有实际可操作性。此研究工作为气象科技成果的科学评估、规范化管理提供方法途径。     

Review and Development on the Studies of Chinese Meteorological Satellite and Satellite Meteorology

Meteorological satellite and satellite meteorology are the fastest developing new branches in the atmospheric sciences. Today the meteorological satellite has become a key element in the global atmospheric sounding system while the satellite meteorology is covering the main components of earth's system science. This article describes the major achievements that China has made in these fields in the past 30 years. The following contents are involved: (1) History and present status of China's meteorological satellites. It covers the development, launch, operation, technical parameters of China's polar and geostationary meteorological satellites. (2) Major achievements on remote sensing principle and method. It describes the retrieval of atmospheric temperature and humidity profiles, cloud character retrieval, aerosol character retrieval, precipitation retrieval as well as the generation of cloud wind. (3) Achievement on the studies of meteorological satellite data application. This part covers the applications of meteorological satellite data to weather analysis and forecast, numerical forecast, climate monitoring, and prediction of short-term climate change. Besides, the new results on data assimilation, climate monitoring, and forecast are also included.     

中国气象卫星应用需求数据库初探

世界各国发展气象卫星的根本目的是获取地球大气物理参数,满足卫星用户尤其是自己国家卫星用户的应用需求。气象卫星应用需求数据库,以定量指标的形式明确给出应用对卫星资料各方面的需求,通过卫星资料满足应用需求的能力评估,牵引气象卫星不断向前发展。文章回顾和评述了中国气象卫星及其应用需求研究的发展历程,探讨了建立中国气象卫星应用需求数据库的必要性。采用WMO调查方法,设计并进行了中国气象卫星的应用需求调查,揭示了现阶段中国气象卫星应用需求数据库研究的不足,对进一步的研究方向提出了建议。