發(fā)布時間：2021-06-08 17:48

　　探測位于大氣中不同高度的云對衛(wèi)星遙感的應用非常有意義。依賴不同遙感數據的云檢測系統(tǒng)各有優(yōu)劣,比如基于可見光數據的算法雖然有較高的云檢測精度,但難以檢測到薄云以及夜空中的云。而基于紅外數據的算法雖對云有較高的敏感度,但由于其易受背景場和解析度的影響導致利用紅外數據進行云檢測一直是一個具有挑戰(zhàn)性的工作。本文依托美國Suomi國家極地軌道伙伴衛(wèi)星上（SNPP）搭載的交叉軌道紅外探測器（CrIS）和可見光紅外成像輻射計套件（VIIRS）兩種儀器數據,提出了一種利用CrIS物理特征計算云檢測指標并與三種機器學習算法相結合的云檢測方法。在2017年一種利用SNPP CrIS儀器的通道特性求解云檢測指標的方法被提出,并被證明可以較好地檢測薄云的存在。但是其方法只是利用了部分紅外頻道且只能定性表征云的存在,沒有進行量化分析。本文在此方法基礎上進行了探究,設計出一套能夠定量檢測云的方法,具體研究內容如下:根據SNPP CrIS全頻段通道的特性,本文設計了一種利用全頻段通道進行兩兩配對的方法,進而挑選出能用于云檢測的通道對。另外為了消除地表、日照等背景場對紅外數據的影響,本文還提出分區(qū)分時處理的方法,在各... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Sigmoid函數曲線圖，其中(a)單極性S函數；(b)雙極性S函數

第三章全頻段紅外云檢測指標的分區(qū)計算方法193.2通道匹配3.2.1匹配條件在CrIS儀器上共有2211個通道，每個通道采用CRTM模型進行生成其亮溫數據和權值函數（WF），權值函數是關于壓強/高度的比重函數，在某個高度上權值函數越大，說明該通道對這個高度的探測更加敏感，更加精準。圖3-2是CrISFSR下2211個通道在不同高度下的權重圖。(a)(b)(c)圖3-2CrISFSR中2211個通道的權值函數圖，(a)為長波，(b)為中波，(c)為短波由圖3-2中可以看出，短波通道的WF峰值的分布比較均勻，中波的WF峰值的分布較為集中，且表現為集中在中低空，而長波通道的WF峰值集中在兩個高度分布上，在高空和低空上均有大量分步。根據云層在大氣層中的分布情況，我們需要在0-14km的垂直空間上，尋找到盡可能均勻分布的通道對，這樣可以針對存在不同高度的云層，來進行精確檢測。通道匹配的條件設置如下:1.相互配對的通道對，其WF的峰值所在高度相差小于或者等于1km；2.相互配對的通道對，其云敏感高度小于或者等于0.6km；云敏感高度的定義如式（3-1）所示；

第三章全頻段紅外云檢測指標的分區(qū)計算方法21通道對。同時發(fā)現1629也與多個長波通道滿足條件1和2，滿足條件的通道對信息如表3-2所示。表3-2與1629滿足匹配條件1和2的長波通道信息表短波通道標號長波通道標號長波通道標準差162911813.30162912013.43162912113.17162912313.47162923914.70從表3-1和3-2可以確定長波通道121與短波通道1629是所示通道對中最穩(wěn)定的一個通道對，因此將該通道對保留，舍棄表中的其余通道對。匹配的121與1629的WF函數圖如圖3-3所示。圖3-3長波ch.121與短波ch.1629的WF函數圖，其中紅色曲線是121通道的WF曲線，藍色曲線是1629通道的WF曲線，其中標注圓圈處是它們的WF曲線的峰值，而*表示的是兩個通道的云敏感高度。由圖3-3可以看出，匹配的兩個通道的WF曲線相似度很高，而且無論是WF峰值的高度還是云敏感的高度都在同一水平，滿足了匹配條件。3.2.2匹配結果展示經過三個條件的篩選，我們共得到57個通道對，其中12對長短波通道對，25對長中波通道對，20對中短波通道對。這57個通道對的通道編號以及每個通道對應的權值函數峰值高度都在表3-3中展示。同時每個通道對還對應著通道對標號，如LS-1通道對指的就是長短波通道對中的通道121與通道1629這一通道對。


本文編號：3218902