【摘要】：云屬性在地氣系統(tǒng)輻射收支平衡、氣候預(yù)測和大氣輻射傳輸計算等方面都具有重要意義,現(xiàn)有對云屬性研究的數(shù)據(jù)主要是通過天基衛(wèi)星遙感獲得,本文利用MODIS遙感數(shù)據(jù)光譜范圍寬且波段細分的優(yōu)勢,對云檢測、云相態(tài)檢測、云頂高度和云厚這些特定的云屬性進行了理論研究與計算,并將結(jié)果與相應(yīng)產(chǎn)品進行了比較。論文主要研究內(nèi)容如下:(一)去除了MODIS_L1B級MOD02數(shù)據(jù)中不同類型的條帶噪聲,并用閾值法對MOD02數(shù)據(jù)進行了云檢測。對探測器間條帶噪聲,用掃描帶行均最大值法精確地判斷出其所有最大噪聲行后,用多行領(lǐng)域插值法去除其條帶噪聲;對鏡邊噪聲和隨機噪聲則采用中值濾波去除其條帶噪聲。分析了云檢測的大氣物理理論基礎(chǔ),對閾值法云檢測中選擇不同波段的原因以及結(jié)合閾值模型通過置信度檢測云的算法進行了理論研究,并用閾值法對兩組MOD02數(shù)據(jù)進行云檢測后,與相應(yīng)的MOD35云掩膜產(chǎn)品結(jié)果對比,檢測效果非常好。(二)研究了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)云相態(tài)檢測算法。分析了不同云相態(tài)的輻射理論,選用五個特殊波段數(shù)據(jù)構(gòu)建了反射率1.38R、亮溫值6.7BT、亮溫差值11 3.9BT?BT和11 12BT?BT四組特征數(shù)據(jù),對這些特征數(shù)據(jù)在不同云相態(tài)時的光學(xué)特性及三維散點圖進行了詳細分析,緊接著對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型算法進行了理論研究,利用這四組特征數(shù)據(jù)結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對兩組MOD02數(shù)據(jù)進行云相態(tài)檢測后,與相應(yīng)的MOD06產(chǎn)品中云相態(tài)結(jié)果對比,能很好地檢測出各種云相態(tài)。(三)對經(jīng)驗式計算云厚法進行了修正。對MODIS數(shù)據(jù)和CloudSat數(shù)據(jù)經(jīng)緯度匹配后,利用大氣靜力式法和氣壓-高度廓線插值法對兩組MODIS數(shù)據(jù)的單層云云頂高度進行了計算;另外,結(jié)合MODIS和CloudSat匹配后數(shù)據(jù),用修正后的經(jīng)驗式法對兩組MODIS數(shù)據(jù)的單層云云厚進行了計算。結(jié)果表明,這幾種方法都能較準確地計算出MODIS單層云的云頂高度和云厚。(四)完成了基于MODIS遙感數(shù)據(jù)的特定云屬性計算軟件的開發(fā)。基于Microsoft Visual C++6.0平臺,結(jié)合OpenCV庫設(shè)計開發(fā)了計算軟件,該軟件可選擇任一MOD02數(shù)據(jù),以灰度圖、偽彩色圖、三波段RGB合成圖三種方式顯示數(shù)據(jù)圖像,去除圖像中不同類型條帶噪聲,進行云檢測和云相態(tài)檢測,并可與相應(yīng)產(chǎn)品結(jié)果進行對比。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P407
【圖文】：

得到的全球云圖，顯然，全球相當比例的表面被不同程度的云覆蓋。作為氣候的重要影響因子，想要深入了解云的各種參數(shù)，面對如此大面積的云覆蓋率，更加突出了結(jié)合已有衛(wèi)星數(shù)據(jù)對云的各項屬性進行計算研究的重要性。

Terra衛(wèi)星3D模型圖

Aqua衛(wèi)星3D模型圖

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