MODIS卫星海雾检测技术研究

以MODIS/TERRA卫星为数据源,以2006~2009年黄渤海区域五个台站的实况资料和部分海测资料为依据,选取了23幅有雾天气卫星云图为样本,对卫星36个通道进行了相关性分析实验,通过该实验实现了海雾特征通道的选择。对特征值与日地关系因子进行了相关性分析实验,讨论了日地关系因子对海雾特征值的影响,提出了特征通道特征值的订正方法。在此基础上,运用阈值法进行了海雾检测,取得了理想的海雾正检率。     

基于卷积神经网络的西北太平洋夜间海雾/低云卫星检测方法研究

使用Himawari-8静止卫星数据,基于CALIPSO卫星云底高度结合云雾水平均匀性特征提取海雾/低云标签,并使用全卷积神经网络与全连接条件随机场相结合的模型(Fully Convolutional Network and Conditional Random Field, FCN-CRF),提出一种夜间海雾/低云卫星检测方法。经过建立与训练模型,使用CALIPSO卫星的海雾/低云观测检验FCN-CRF模型和双通道差值法的结果。FCN-CRF模型表现良好,其检出率(probability of detection, POD)为0.611,虚警率(false alarm ratio, FAR)为0.174,临界成功指数(critical success index, CSI)为0.541,Hanssen-Kuiper技能分数(Hanssen-Kuiper Skill Score, KSS)为0.436,Heidke技能分数(Heidke Skill Score, HSS)为0.577,整体优于双通道差值法。     

基于CALIOP数据的海雾检测方法研究

提出了一种基于星载激光雷达CALIOP数据检测海雾的方法。通过对比分析不同条件下低云和低空气溶胶的衰减后向散射特性,以及研究CALIOP海表误判区的衰减后向散射特性,发现了海表误判区其实是一种与海表相接的云,即海雾。继而,通过反演海表误判区的消光系数和能见度,发现98%以上海表误判区的消光系数低于1km,对该方法进行了检验验证。本文所提出的海雾检测方法丰富了海雾案例选取途径,拓展了海雾样本点来源,对研究海雾特性具有积极意义。     

基于云特性的多源卫星日间海雾探测技术研究

海雾与低云的分离是当前海雾遥感监测的难点,为提高日间海雾监测的准确度和实时性,本文针对2015—2020年在渤海、黄海和东海的11次海雾过程,在分析海雾与低云在云特性、可见光反射率、亮温和亮温差及纹理特征差异的基础上,使用Terra/Aqua卫星MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)传感器及S-NPP/NOAA-20卫星VIIRS(visible infrared imaging radiometer suite)传感器的云和反射率产品,建立基于云特性的多源卫星日间海雾探测模型,有效分离了海雾与低云。利用CALIOP(cloud aerosol lidar with orthogonal polarization)后向散射和垂直特征对模型进行精度验证,MODIS(Terra)、MODIS(Aqua)、VIIRS(S-NPP)海雾识别的召回率最高为0.97、0.96、0.89,VIIRS(NOAA-20)与VIIRS(S-NPP)精度相当,与VIIRS(S-NPP)一致性超过0.8的VIIRS(NOAA-20)海雾监测结果...     

利用伪卫星技术提高GPS定位质量的方法

差分GPS定位(DGPS)可显著提高GPS导航、定位的精度。但在卫星几何分布图形不良或个别方向卫星信号失锁的情况下,DGPS将失去其作用。若将发布差分改正信息的基准站看成伪GPS卫星(简称伪卫星),则可极大地改善差分定位的精度。本文结合国外的试验成果,将这一技术作一介绍,可对我国建立海上差分GPS观测模式时参考。     

一种改进的小波阈值去噪方法

利用D.L.Donoho和I.M.Johnstone提出的小波阈值去噪方法,构造了一个新的阈值函数。与传统的硬、软阈值函数相比,该阈值函数克服了硬阈值函数不连续的缺点,且同软阈值函数一样具有连续性,便于进行各种数学处理;同时还克服了软阈值函数中估计小波系数与分解小波系数之间存在着恒定偏差的缺陷,它具有硬、软阈值函数不可比拟的灵活性。仿真结果表明,新的阈值函数的去噪效果有效抑制了在信号奇异点附近产生的Pseudo-Gibbs现象,无论是在视觉效果上,还是在信噪比增益上均优于传统的硬、软阈值方法。     

卫星视频舰船目标检测方法

舰船目标检测是进行海上目标监管,保障海上权益的重要手段.本文在SSD(single shot multibox detector)算法的基础上,利用残差网络(ResNet,residual network)作为骨干网络构建SSD模型,将改进后的SSD算法应用于卫星视频舰船目标检测,该算法采用残差连接替换原本的级联方式,...     

利用卫星遥感进行海上透明云薄云的检测

海上透明云、薄云的存在,会在一定程度上影响利用卫星遥感进行定量化的水色(泥沙含量、叶绿素、海水透明度等)反演的精度,也会影响海温定量化产品的精度[1].因此,在卫星遥感中深入研究海上透明云薄云是进行水色质量控制的一个很重要的内容.本文针对目前的海洋一号卫星水色扫描仪(HY-1 COCTS)、EOS卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)和神舟三号飞船中分辨率成像光谱仪(SZ3-CMODIS)的遥感云检测方法进行了分析,提出了一种实用的海上透明云薄云检测算法,检测有效率在80%以上,最后给出了检测结果图例.     

青岛近海海雾的FUZZY数学预报方法

本文用FUZZY数学方法把海雾的形成过程作为一个模糊系统,通过对历史资料的分析,用模糊识别的方法对海雾的形成及强度进行了预报,并进行了回报验证,效果理想。     

一种统计技术结合动力释用的沿海海雾预报方法

提出了一种利用历史相似个例查询技术,结合WRF模式输出释用的Gultepe沿海大雾业务预报方法。该方法可以较好的计算近地面大气中的液态水含量(LWC)和云滴粒子数密度(Nd)参数。利用该方法对2011—2013年的3—6月的历史沿海海雾个例进行试报,结果表明,恰当的结合统计方法和动力模式可以一定程度上克服目前数值模式不成熟的缺陷,从而提高WRF模式在大雾业务预报方面的释用水平。     

利用转移概率作青岛近海海雾的短期预报

本文采用气象和水文相结合的方法筛选出具有物理意义的4个预报因子;使用综合转移概率和气候转移概率两种方法作出逐日海雾的概率预报。效果尚好,对本区海雾的短期预报有一定的参考价值。     

基于自动跟踪技术检测GNSS动态测量精度方法

提出一种基于TDA5005高精度全站仪对GNSS定位设备进行自动跟踪测量,通过自动控制、时间同步、姿态改正、空间基准统一等步骤,实现对动态环境下GNSS设备单历元定位精度进行检测。设备检测既可在海上也可在陆地上进行,自动化程度高,操作简便,以期对GNSS的应用有一定的指导和借鉴意义。     

绿潮Lansat影像滑动窗口自适应阈值全自动检测方法

Since the atmospheric correction is a necessary preprocessing step of remote sensing image before detecting green tide, the introduced error directly affects the detection precision. Therefore, the detection method of green tide is presented from Landsat TM/ETM plus image which needs not the atmospheric correction. In order to achieve an automatic detection of green tide, a linear relationship(y =0.723 x+0.504) between detection threshold y and subtraction x(x=λ_(nir)–λ_(red)) is found from the comparing Landsat TM/ETM plus image with the field surveys.Using this relationship, green tide patches can be detected automatically from Landsat TM/ETM plus image.Considering there is brightness difference between different regions in an image, the image will be divided into a plurality of windows(sub-images) with a same size firstly, and then each window will be detected using an adaptive detection threshold determined according to the discovered linear relationship. It is found that big errors will appear in some windows, such as those covered by clouds seriously. To solve this problem, the moving step k of windows is proposed to be less than the window width n. Using this mechanism, most pixels will be detected[n/k]×[n/k] times except the boundary pixels, then every pixel will be assigned the final class(green tide or sea water) according to majority rule voting strategy. It can be seen from the experiments, the proposed detection method using multi-windows and their adaptive thresholds can detect green tide from Landsat TM/ETM plus image automatically. Meanwhile, it avoids the reliance on the accurate atmospheric correction.     

基于卫星测高数据的海洋中尺度涡流动态特征检测

为了最终实现对海洋中尺度涡流(简称中尺度涡)的自动采样,首先应该发展中尺度涡动态特征识别技术。本文基于SLA(Sea Level Anomaly)数据,实现了对中尺度涡动态特征的检测算法。主要内容是制定了一个判别相邻两组SLA数据中的涡流,是否为同一涡流子在不同时刻的状态的标准,即判别下一时刻SLA数据中是否存在涡流是由上一时刻确定的被检测涡流演化而来的。通过确定这种进化关系,可以得到被检测涡流的一系列动态状态信息,例如:面积变化速率、中心移动情况以及其他情况。本算法的计算量不大,从而可以应用到实时涡流跟踪的环境中。值得注意的是,本文中的算法不仅仅局限于应用SLA数据,SSH(Sea Surface Height)等大部分反映海洋高度的数据也可以使用。     

由海面蒸发波导预报平流海雾的方法

在实际工作中发现：当雷达探测到海面存在蒸发波导现象时,该区域傍晚或次日出现平流海雾的概率很大,反之,当海面出现平流雾时,海面存在蒸发波导的概率也很大。本文试图阐明二者之间的关系,进而提出一种预报平流海雾的新方法。     

基于SMAP卫星雷达资料的海冰检测技术

利用SMAP卫星雷达资料与美国国家冰雪数据中心(NSIDC)发布的近实时逐日极区网格化海冰密集度数据建立匹配数据集,分析了海冰和海水的L波段雷达后向散射特性差异,建立了基于线性判别分析算法的海冰检测算法。选择Sentinel-1A SAR极地地区的海冰影像对SMAP卫星雷达资料海冰检测产品进行实验验证,结果显示二者的海冰边缘线一致,说明SMAP海冰检测算法具有较高的精度。利用SMAP卫星雷达资料制作了北极和南极地区海冰覆盖图,计算了海冰覆盖面积,通过与美国国家冰雪数据中心(NSIDC)海冰覆盖面积比较发现,SMAP检测的北极地区海冰面积略大于NSIDC,相对偏差为3.3%,SMAP检测的南极地区海冰面积略小于NSIDC,相对偏差为1.8%,表明二者的覆盖面积基本一致,证实了SMAP海冰检测算法的精度。     

基于机器学习的青岛市区近岸海雾集成预报方法

利用2014-2017年青岛小麦岛海洋站观测资料,采用机器学习方法建立了青岛市区近岸海雾集成预报模型,通过主成分分析方法对预报因子进行了优选.结果表明:采用能见度、风向、风速、气压、露点、气温、海温、气温露点差、气海温差、相对湿度、云量、气温24h变温12个预报因子建立的海雾集成预报模型,对2018年海雾预报的TS评分...     

基于边缘检测的小波阈值图像去噪

小波图像去噪是小波应用较成功的一个方面,其中小波阈值法图像去噪算法简单、计算量小,得到了广泛的应用。在小波阈值去噪的基础上,提出了基于边缘检测的小波阈值图像去噪算法,把高频中的边缘细节与噪声更好地分离开,在主观和客观上去噪效果都比单纯的阈值去噪有所改进。