【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,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雜,對應的云檢測也更加困難。我國新一代極軌衛(wèi)星“風云三號”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,基于MERSI-Ⅱ進行了相應調(diào)整。MERSI-Ⅱ設計含有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對應相近通道下的值假設得到。文章針對MERSI-Ⅱ和MODIS光譜通道的差異性,研究了 MERSI-Ⅱ中對應通道缺失的影響。以2005年MODIS觀測數(shù)據(jù)為基礎,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)行對應的亮溫差測試;通過大量觀測值的統(tǒng)計分析并結合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會降低最終檢測結果的可信度,使云區(qū)增多,晴空減少,優(yōu)化閾值后結果得到顯著提高;以MODIS結果為真值時,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果判識精度高于可能晴空和可能有云的結果;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結果為真值)。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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是它的光譜響應函數(shù)。針對該傳感器，應用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）。可以逡逑發(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是它的光譜響應函數(shù)。針對該傳感器，應用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