本文關(guān)鍵詞：基于風(fēng)云2號(hào)靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)的白天海霧監(jiān)測(cè)算法研究

  更多相關(guān)文章： 衛(wèi)星遙感 海霧 光譜特性 動(dòng)態(tài)閾值 云霧分離

【摘要】：海霧使得海上和沿海地區(qū)的能見度降低,對(duì)航海、海上漁業(yè)生產(chǎn)、沿岸人們的生活以及軍事行動(dòng)造成不利影響,是引發(fā)多種事故的重要原因。由于海上觀測(cè)站點(diǎn)稀少,傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段無法對(duì)海霧進(jìn)行實(shí)時(shí)和大范圍監(jiān)測(cè),而衛(wèi)星遙感技術(shù)以其實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、覆蓋范圍廣、信息源可靠的特點(diǎn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)觀測(cè)方法的不足,能夠?qū)ｌF進(jìn)行實(shí)時(shí)、大范圍的識(shí)別監(jiān)測(cè),特別是靜止衛(wèi)星具有時(shí)間分辨率較高的優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)ｌF進(jìn)行連續(xù)性觀測(cè)。本文利用風(fēng)云2號(hào)靜止衛(wèi)星的數(shù)據(jù),通過分析云、霧和下墊面的光譜輻射特性,構(gòu)建白天海霧檢測(cè)算法,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)附近海域白天海霧的自動(dòng)監(jiān)測(cè),并采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和極軌衛(wèi)星FY-3B的霧產(chǎn)品數(shù)據(jù)分別對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證。得到了以下主要結(jié)論:1.云霧和海面在可見光波段的反射率差異較大,通常情況下,云霧的反射率明顯高于海面的反射率,因此,可見光波段的反射率可用于區(qū)分云霧區(qū)和海面。由于中高云所處的高度高于低層云霧,導(dǎo)致中高云在長(zhǎng)波紅外波段的亮溫低于低層云霧,據(jù)此可以分離中高云和低層云霧。在中紅外波段,云霧的反射率大小主要由其中小水滴或小冰晶的粒子大小決定,粒子半徑減小,云霧的反射率增大,一般情況下,海霧的粒子半徑最小,反射率最大,該光譜特性可用于低云和海霧的分離。2.改進(jìn)了Alan等提出的用于云檢測(cè)的動(dòng)態(tài)閾值法。在保證擬合優(yōu)度R2相對(duì)最優(yōu)的條件下,自動(dòng)確定直方圖的平滑間距和最小二乘法的擬合階數(shù),對(duì)可見光波段反射率的統(tǒng)計(jì)直方圖進(jìn)行最小二乘法曲線擬合,使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更加平滑,求得的動(dòng)態(tài)閾值更加精確,而且避免了一些異常數(shù)據(jù)造成的誤差,但同時(shí)造成運(yùn)算量增大,處理時(shí)間增加。3.根據(jù)云、霧、海面的光譜輻射特性和空間紋理特性,提出了一套白天海霧自動(dòng)監(jiān)測(cè)算法。該算法通過云檢測(cè)、云頂高度檢測(cè)、海霧判別指數(shù)、薄低云檢測(cè)和平滑穩(wěn)定度分析多種方法,逐步完成云霧與海面的分離、中高云與低層云霧的分離、低云與海霧的分離,最終實(shí)現(xiàn)海霧的自動(dòng)識(shí)別。然后,分別利用廣州熱帶海洋氣象研究所提供的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和國(guó)家衛(wèi)星氣象中心發(fā)布的極軌衛(wèi)星FY-3B霧監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證,結(jié)果表明,本文提出的白天海霧檢測(cè)算法取得了較好的檢測(cè)結(jié)果。最后,對(duì)2014年2月26日和2014年4月8日的兩次海霧個(gè)例分析表明,利用靜止衛(wèi)星的高時(shí)間頻次數(shù)據(jù)可較好地實(shí)現(xiàn)海霧過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P715.7;P714.2

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1276292