發(fā)布時(shí)間：2021-04-10 18:02

　　具有高光譜分辨率特點(diǎn)的星載紅外高光譜探測儀能精準(zhǔn)地探測大氣廓線信息,為改進(jìn)資料同化分析場做出了巨大的貢獻(xiàn)。然而在同化紅外高光譜數(shù)據(jù)的過程中,仍然存在紅外遙感資料受云水影響、高噪聲波段觀測無法同化等難題。在云檢測方面,針對(duì)傳統(tǒng)晴空通道云檢測技術(shù)依賴背景場的問題,本研究實(shí)現(xiàn)了“基于成像儀輔助的晴空通道云檢測算法”。此外,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的Logistic Regression方法,提出了“基于Logistic Regression的IASI云檢測算法”。隨后將Logistic Regression的云檢測方法和傳統(tǒng)的晴空通道云檢測算法結(jié)合,提出了“基于Logistic Regression的晴空通道云檢測算法”。將這兩種改進(jìn)后的晴空通道云檢測方法接入到WRFDA同化系統(tǒng)中,并針對(duì)臺(tái)風(fēng)“海馬”進(jìn)行了同化和預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:“基于成像儀輔助的晴空通道云檢測算法”和“基于Logistic Regression的晴空通道云檢測算法”,比傳統(tǒng)的晴空通道云檢測方法能引入更多的觀測數(shù)據(jù),從而有效地改善了分析場和預(yù)報(bào)效果。在高噪聲波段觀測通道的降噪方面,本文使用PCA壓縮和重構(gòu)方法,實(shí)現(xiàn)了全波段PC... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

IASI示意圖

國防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文第3頁圖1.2IASI示意圖圖1.3IASI紅外光譜覆蓋示意圖IASI能探測多種氣體的吸收波段，這些氣體包括：CO2、CO、O3、N2O、CH4和H2O。其中CO2探測通道主要探測大氣中某一層的溫度信息，H2O探測通道主要用于探測大氣的濕度信息以及和云有關(guān)的信號(hào)。具體IASI光譜探測情況如表1.1所示。表1.1IASI各個(gè)光譜波段探測情況光譜范圍/cm-1吸收波段主要應(yīng)用650~770CO2溫度探測770~980窗區(qū)通道地表和云的特征信息1000~1070O3O3探測1080~1150窗區(qū)通道地表和云的特征信息1210~1650H2O水汽、N2O、CH4、SO22100~2150COCO探測2150~2250N2O和CO2溫度探測、N2O2350~2420CO2溫度探測2420~2700窗區(qū)通道地表和云的特征信息2700~2760CH4CH4

國防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文第14頁探測儀擁有六個(gè)探測通道，包括了一個(gè)可見光通道，兩個(gè)近紅外通道，一個(gè)短波紅外通道還有兩個(gè)長波紅外通道,視場（FOV）的空間分辨率為1.1km。圖2.1表示了IASI（圖a）和AVHRR（圖b）的掃描情況。如圖2.1所示，我們很明顯能看出IASI的空間分辨率較低（12.5km），所顯示臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征棱角模糊；而AVHRR的空間分辨率就非常高（1.1km），能夠非常清晰的刻畫出臺(tái)風(fēng)的形態(tài)。表2.2AVHRR5個(gè)通道波段通道波長范圍（μm）對(duì)應(yīng)的波段分辨率（星下點(diǎn)）用途Ch10.55～0.68可見光1.1觀測白天的云、海水Ch20.725～1.1近紅外1.1水體邊界Ch3A/Ch3B3.55～3.93中紅外1.1海表溫度，夜間云圖Ch410.5～11.3熱紅外1.1海表溫度，夜間云圖Ch511.5～12.5熱紅外1.1海表溫度，夜間云圖圖2.1臺(tái)風(fēng)“海馬”IASI和AVHRR觀測的輻射率。單位：mW/(m2srcm-1)（a）IASI的第921號(hào)通道（波數(shù)875.0cm-1）（b）AVHRR的第5號(hào)通道（波數(shù)833.3cm-1）AVHRR/IASI云檢測算法是由Eressma[27]提出的。其本質(zhì)上是將紅外探測儀IASI的視場與高水平分辨率的成像儀AVHRR（兩種儀器都搭載在Metop-A衛(wèi)星上）的視場相互匹配，利用在匹配視場內(nèi)成像儀的觀測數(shù)據(jù)，判斷出紅外儀器視場是否為晴空視常具體做法如下：（1）視場匹配當(dāng)兩種儀器的觀測視場進(jìn)行匹配的時(shí)候，通常都會(huì)把兩個(gè)探測器分為主探測器（MasterSenser）和從探測器（SlaveSenser），其中從探測器的視場要重疊到主探測器的視場上[35]。在本研究中，我們認(rèn)為IASI是主探測器（視場直徑較大，有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]云檢測在高光譜大氣紅外探測器輻射率直接同化中的應(yīng)用[J]. 陳靖,李剛,張華,王根.  氣象. 2011(05)
[2]METOP星載干涉式超高光譜分辨率紅外大氣探測儀（IASI）及其產(chǎn)品[J]. 張磊,董超華,張文建,張鵬.  氣象科技. 2008(05)



本文編號(hào)：3130090