【摘要】：云識別是衛(wèi)星數(shù)據(jù)定量反演云、氣溶膠等的基礎(chǔ),只有首先進行云檢測,才能進一步反演得到云特性、地表特性等物理量。陸地部分由于下墊面類型復(fù)雜,對應(yīng)的云檢測也更加困難。我國新一代極軌衛(wèi)星“風(fēng)云三號”第四顆星“FY-3D”于2017年11月成功發(fā)射,針對其攜帶的第二代中分辨率光譜成像儀(MERSI-Ⅱ)還沒有適用的云檢測算法,本文針對MERSI-Ⅱ開發(fā)陸地區(qū)域上基于經(jīng)典的MODIS官方算法流程的云檢測算法。該算法以MODIS現(xiàn)有產(chǎn)品算法為基礎(chǔ),基于MERSI-Ⅱ進行了相應(yīng)調(diào)整。MERSI-Ⅱ設(shè)計含有0.47μm到12μm的25個通道,但是缺少了 MODIS中用于高云檢測的13.9μm和6.7μm通道,同時低云檢測的亮溫差測試中也缺少3.9μm通道,這些通道的缺少,都為MODIS算法在MERSI-Ⅱ上的應(yīng)用帶來了困難。本文首先通過編譯和運行IMAPP軟件包實現(xiàn)了 MODIS算法的程序設(shè)計。由于目前FY-3D的衛(wèi)星數(shù)據(jù)還未公布,文中MERSI-Ⅱ的一級輻射數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)通過提取MODIS對應(yīng)相近通道下的值假設(shè)得到。文章針對MERSI-Ⅱ和MODIS光譜通道的差異性,研究了 MERSI-Ⅱ中對應(yīng)通道缺失的影響。以2005年MODIS觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過建立樣本庫、分析研究對象的數(shù)值分布特征等分別研究了 MERSI-Ⅱ的3.8μm和4.05μm通道替代3.9μm通道的可行性,最終確定利用3.8μm通道執(zhí)行對應(yīng)的亮溫差測試;通過大量觀測值的統(tǒng)計分析并結(jié)合MODIS原有的閾值表確定了通道替換后新的閾值,完成了算法的開發(fā)。利用MODIS以及CALIPSO相關(guān)云產(chǎn)品對新算法進行評估發(fā)現(xiàn),缺少13.9μmCO2高云檢測和6.7μm水汽吸收檢測對算法最終檢測結(jié)果的影響并不大,一定程度上會提高晴空區(qū)的檢測可信度;而利用3.8μm通道執(zhí)行紅外亮溫差測試BT11-BT3.8會降低最終檢測結(jié)果的可信度,使云區(qū)增多,晴空減少,優(yōu)化閾值后結(jié)果得到顯著提高;以MODIS結(jié)果為真值時,算法在陸地區(qū)域總體的判識精度高于88%,其中可信晴空和可信有云的結(jié)果判識精度高于可能晴空和可能有云的結(jié)果;算法對陸地區(qū)域多種不同類型的云,包括較難識別的透明薄卷云的檢測結(jié)果多以可信有云表示,準確度高,云區(qū)的判識精度可達到90%以上(以CALIPSO結(jié)果為真值)。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P407
【圖文】：

３．］．２針對ＭＥＲＳＩ－ＩＩ通道的選擇與分析逡逑ＦＹ－３Ｄ的ＭＥＲＳＩ－ＩＩ有２５個光譜通道，光譜覆蓋范圍０．４７？１２ｐｍ，包含可見光、逡逑近紅外、紅外波長范圍，圖３．２是它的光譜響應(yīng)函數(shù)。針對該傳感器，應(yīng)用ＭＯＤＩＳ算逡逑法時需考慮光譜差異性。表３．２列出了邋ＭＯＤＩＳ云檢測算法中運用到的通道、中心波長逡逑以及ＭＥＲＳＩ－ＩＩ中類似通道的存在情況（括號外是通道編號，括號內(nèi)是中心波長）�？梢藻义习l(fā)現(xiàn)，ＭＥＲＳＩ－ＩＩ有大部分云檢測需要的通道，因此可以很好地適用ＭＯＤＩＳ的云檢測算逡逑法。對于ＭＥＲＳＩ－ｎ缺少的通道（主要是３．９阿、６．７ｐｍ和１３．９—），本文考慮刪減和替逡逑換，并分析其影響。逡逑ＭＥＲＳ邋卜邋ＩＩ逡逑４｜｜｜７｜邋［［Ｉ邐－逡逑０［邋１１１１．１邐１１１邐ＪｌｉＬＵＬＬ逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２邐１４逡逑ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋（ｐｍ）逡逑圖３．２邋ＭＥＲＳＩ－ｉｌ的光譜響應(yīng)函數(shù)逡逑１７逡逑

Ｌａｎｄ邋ｃｏｎｆｉｄｅｎｔ邋ｃｌｅａｒ邐Ｌａｎｄ邋ｐｒｏｂａｂｌｙ邋ｃｌｅａｒ邋Ｉ邐１邋Ｐｒｏｂａｂｌｙ邋ｃｌｏｕｄｙ邋Ｉ邐Ｉ邋Ｗａｔｅｒ邋ｃｏｎｆｉｄｅｎｔ邋ｃｌｅａｒ邐Ｗａｔｅｒ邋ｐｒｏｂａｂｌｙ邋ｃｌｅａｒ邐Ｓｕｎ邋ｇｌｉｎｔ邐Ｉ邐１邋邋２００５年４月５日１１：１０邋（ＵＴＣ）邋ＩＭＡＰＰ生成的云檢測產(chǎn)品（ａ）和ＮＡＳＡ發(fā)布的官方針對ＭＥＲＳＩ－ＩＩ通道的選擇與分析逡逑ＦＹ－３Ｄ的ＭＥＲＳＩ－ＩＩ有２５個光譜通道，光譜覆蓋范圍０．４７？１２ｐｍ，包含、紅外波長范圍，圖３．２是它的光譜響應(yīng)函數(shù)。針對該傳感器，應(yīng)用ＭＯ考慮光譜差異性。表３．２列出了邋ＭＯＤＩＳ云檢測算法中運用到的通道、中ＥＲＳＩ－ＩＩ中類似通道的存在情況（括號外是通道編號，括號內(nèi)是中心波長）ＭＥＲＳＩ－ＩＩ有大部分云檢測需要的通道，因此可以很好地適用ＭＯＤＩＳ的云于ＭＥＲＳＩ－ｎ缺少的通道（主要是３．９阿、６．７ｐｍ和１３．９—），本文考慮分析其影響。逡逑ＭＥＲＳ邋卜邋ＩＩ逡逑

圖３．３不同地表類型下３．７５｜ｊｍ、４．０５｜ｊｍ分別與３．９（0ｍ的亮溫差的分布情況逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2772073