云是由水汽凝結(jié)而成的懸浮于大氣中的細小水滴或冰晶組成的可見聚合體。云的輻射強迫對地氣系統(tǒng)的輻射收支起著重要影響,準確獲取云的光學(xué)和微物理特性及其時空分布對于研究全球氣候變化有重要意義。衛(wèi)星遙感因其覆蓋范圍廣和連續(xù)觀測的特點,是全球云觀測的有效手段。中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所研制的首臺星載多角度偏振探測儀（Directional Polarimetric Camera,DPC）于 201 8 年 5 月搭載高分計劃專項衛(wèi)星 GF-5發(fā)射升空,是國內(nèi)首臺具備業(yè)務(wù)化多光譜多角度偏振探測能力的星載遙感器。利用DPC多角度偏振數(shù)據(jù)進行云參數(shù)反演研究,對于了解云的光學(xué)和微物理特性對輻射平衡的影響以及發(fā)展DPC業(yè)務(wù)化云特性產(chǎn)品有著重要意義。基于此,對如何準確獲取表征云特性的三個重要參數(shù)——云掩模、云相態(tài)和云光學(xué)厚度進行了以下研究:1.云掩模算法研究云掩模算法用于獲取云像元和晴空像元的相對分布,即云掩模。云掩模是計算區(qū)域云覆蓋率以及對云展開進一步研究的基礎(chǔ)。利用DPC 670nm、865nm反射率和490nm偏振反射率發(fā)展了云掩模算法并完成算法驗證。將算法應(yīng)用于DPC數(shù)據(jù),獲取了 DPC觀測區(qū)域... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｋ－Ｎ算法流程圖??２．?ＭＯＤＩＳ?（Ｍｏｄｅｒａｔｅ?Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ?Ｉｍａｇｉｎｇ?Ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ）??如表１．３所示，ＭＯＤＩＳ具有０．４￣１４．４ｕｍ的３６個光譜通道，其中通道１和通??

產(chǎn)品是在??２０１８年３月完成的Ｃ６產(chǎn)品。Ｃ６算法通過與Ａｑｕａ上另一臺儀器ＡＩＲＳ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ??Ｉｎｆｒａｒｅｄ?Ｓｏｕｎｄｅｒ）觀測結(jié)果的對比重新定標了?ＭＯＤＩＳ己出現(xiàn)退化的紅外通道【４６］。??Ｃ６基于紅外通道云相態(tài)的檢測結(jié)果限制了?Ｃ０２切片法的使用并引入了地表發(fā)射??率地圖，同時基于不同緯度考慮了海洋上空１１ｐｍ的潛熱［４７】。在云相態(tài)識別上，??與采用決策樹結(jié)構(gòu)的Ｃ５算法不同，Ｃ６采用了投票機制，并結(jié)合ＣＡＬＩＯＰ云產(chǎn)??品優(yōu)化云相態(tài)的檢測閾值，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖１．２所示１４８］。涉及云相態(tài)識別的檢測??有：（ｌ）５ｒ２．１３云頂溫度檢測［４７］；?（２）三光譜紅外檢測，即８．５ｎｍ與１１叩１的亮溫差檢??測（石『８．Ｓ?＿抓１１）結(jié)合發(fā)射率比值檢測（ｆ１２／ｆｌｌ，ｆ８．ｓ／ｓｌｌ，ｆ７．２／ｆｌｌ）丨４８］；⑶ｒｉ．３８檢測，??即利用１．３８ｐｍ的水汽吸收帶識別薄卷云（４）云光譜有效半徑檢測，即根據(jù)??１＿６呵，２．１呵和３．７ｎｍ云有效半徑的檢索結(jié)果對其進行相態(tài)分類１４８］。??Ｃｌｏｕｄ?ｐｈａｓｅ??Ｆｅａｔｕｒｅｓ?ｕｓｅｄ：?ｓｕｐｐｏｒｔ??１?ｋｍ?ｃｌｏｕｄ?ｔｏｐ?ｔｅｍｐ＾ｒａｔＬｉｒｃ??—＾?Ｖｏｌｅ?１????Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ?ｒａｄｉｕｓ?ａｔ?１?６：２，１?ａｎｄ???＼Ｊ〇＼ｅ２?ｖ??３．７?ｍｉｃｒｏｎｓ????—Ｓｕｍ?）￣ｐ?Ｓａｎｉｔｙ?ｃｈ＊ｃｋ??１．３８?ｄｏｕｄ?ｍａｓｋ?ｔｏｓｔ??ｐ?Ｖｏｔｅ?３????Ｆｉｎａｌ?ｄｏｕｄ??１?ｋｍ?ＩＲ?ｃｌｏｕｄ?ｐｈ．Ｍ?Ｈ——Ｊ???卜―??圖１．２?Ｃ

ｉｎｎｉｎｇ?Ｅｎｈａｎｃｅｄ?Ｖｉｓｉｂｌｅ??ａｎｄ?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?Ｉｍａｇｅｒ）??ＳＥＶＩＲＩ是歐空局第二代靜止軌道氣象衛(wèi)星ＭＳＧ（Ｍｅｔｅｏｓａｔ?Ｓｅｃｏｎｄ?Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）??上的主要儀器，具有１２個光譜通道，不同通道的主要用途如表１．４所示。其中，??ＨＲＶ（Ｈｉｇｈ－Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ?Ｖｉｓｉｂｌｅ）通道由９個寬帶探測器組成，可獲取空間分辨率為??ｌｋｍ的可見光全譜段圖像。其余通道由３個窄帶探測器組成，空間分辨率為３ｋｍ。??ＳＥＶＩＲＩ的成像原理如圖１．３所示，采用逐線掃描的工作方式，配合衛(wèi)星自旋，由??南向北、由東向西地每１５ｍｉｎ獲得一幅完整的地球圓盤圖像??圖１．３ＳＥＶＩＲ丨工作原理??表１．４?ＳＥＶＩＲＩ的通道配置及各通道的主要用途。??通道中心波長Ｏｉｍ）?主要用途?—??＾?提供白天云和地表圖像，幫助區(qū)分植被覆蓋地表和云??ＨＲＶ?高分辨率即時成像??１．６?識別冰雪地表和云，判別云相態(tài)??６７２３?對流層、平流層水汽遙感，云頂溫度遙感，測定風(fēng)速??１８￣￣??８．７?云頂和地表溫度遙感，３．８卩ｍ通道尤其用于夜間觀測霧??１０．８?和低云???１Ｚ０???９．７?對流層頂和平流層測風(fēng)，以及總臭氧含量監(jiān)測＾??１３．４?卷云探測、云頂壓強和云髙探測??１０??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星成像特性及其應(yīng)用前景[J]. 陸風(fēng),張曉虎,陳博洋,劉輝,吳榮華,韓琦,馮小虎,李云,張志清.  海洋氣象學(xué)報. 2017(02)
[2]中國新一代極軌氣象衛(wèi)星——風(fēng)云三號[J]. 楊軍,董超華,盧乃錳,楊忠東,施進明,張鵬,劉玉潔,蔡斌.  氣象學(xué)報. 2009(04)
[3]中國氣象衛(wèi)星和衛(wèi)星氣象研究的回顧和發(fā)展[J]. 方宗義,許健民,趙鳳生.  氣象學(xué)報. 2004(05)
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