發(fā)布時(shí)間：2021-06-08 17:48

　　探測(cè)位于大氣中不同高度的云對(duì)衛(wèi)星遙感的應(yīng)用非常有意義。依賴不同遙感數(shù)據(jù)的云檢測(cè)系統(tǒng)各有優(yōu)劣,比如基于可見光數(shù)據(jù)的算法雖然有較高的云檢測(cè)精度,但難以檢測(cè)到薄云以及夜空中的云。而基于紅外數(shù)據(jù)的算法雖對(duì)云有較高的敏感度,但由于其易受背景場(chǎng)和解析度的影響導(dǎo)致利用紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行云檢測(cè)一直是一個(gè)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(cè)器（CrIS）和可見光紅外成像輻射計(jì)套件（VIIRS）兩種儀器數(shù)據(jù),提出了一種利用CrIS物理特征計(jì)算云檢測(cè)指標(biāo)并與三種機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合的云檢測(cè)方法。在2017年一種利用SNPP CrIS儀器的通道特性求解云檢測(cè)指標(biāo)的方法被提出,并被證明可以較好地檢測(cè)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(jìn)行量化分析。本文在此方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了探究,設(shè)計(jì)出一套能夠定量檢測(cè)云的方法,具體研究內(nèi)容如下:根據(jù)SNPP CrIS全頻段通道的特性,本文設(shè)計(jì)了一種利用全頻段通道進(jìn)行兩兩配對(duì)的方法,進(jìn)而挑選出能用于云檢測(cè)的通道對(duì)。另外為了消除地表、日照等背景場(chǎng)對(duì)紅外數(shù)據(jù)的影響,本文還提出分區(qū)分時(shí)處理的方法,在各... 

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

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Sigmoid函數(shù)曲線圖，其中(a)單極性S函數(shù)；(b)雙極性S函數(shù)

第三章全頻段紅外云檢測(cè)指標(biāo)的分區(qū)計(jì)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(gè)通道，每個(gè)通道采用CRTM模型進(jìn)行生成其亮溫?cái)?shù)據(jù)和權(quán)值函數(shù)（WF），權(quán)值函數(shù)是關(guān)于壓強(qiáng)/高度的比重函數(shù)，在某個(gè)高度上權(quán)值函數(shù)越大，說明該通道對(duì)這個(gè)高度的探測(cè)更加敏感，更加精準(zhǔn)。圖3-2是CrISFSR下2211個(gè)通道在不同高度下的權(quán)重圖。(a)(b)(c)圖3-2CrISFSR中2211個(gè)通道的權(quán)值函數(shù)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(xiàn)為集中在中低空，而長波通道的WF峰值集中在兩個(gè)高度分布上，在高空和低空上均有大量分步。根據(jù)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(duì)，這樣可以針對(duì)存在不同高度的云層，來進(jìn)行精確檢測(cè)。通道匹配的條件設(shè)置如下:1.相互配對(duì)的通道對(duì)，其WF的峰值所在高度相差小于或者等于1km；2.相互配對(duì)的通道對(duì)，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(cè)指標(biāo)的分區(qū)計(jì)算方法21通道對(duì)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)1629也與多個(gè)長波通道滿足條件1和2，滿足條件的通道對(duì)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(biāo)號(hào)長波通道標(biāo)號(hào)長波通道標(biāo)準(zhǔn)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(duì)中最穩(wěn)定的一個(gè)通道對(duì)，因此將該通道對(duì)保留，舍棄表中的其余通道對(duì)。匹配的121與1629的WF函數(shù)圖如圖3-3所示。圖3-3長波ch.121與短波ch.1629的WF函數(shù)圖，其中紅色曲線是121通道的WF曲線，藍(lán)色曲線是1629通道的WF曲線，其中標(biāo)注圓圈處是它們的WF曲線的峰值，而*表示的是兩個(gè)通道的云敏感高度。由圖3-3可以看出，匹配的兩個(gè)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(jié)果展示經(jīng)過三個(gè)條件的篩選，我們共得到57個(gè)通道對(duì)，其中12對(duì)長短波通道對(duì)，25對(duì)長中波通道對(duì)，20對(duì)中短波通道對(duì)。這57個(gè)通道對(duì)的通道編號(hào)以及每個(gè)通道對(duì)應(yīng)的權(quán)值函數(shù)峰值高度都在表3-3中展示。同時(shí)每個(gè)通道對(duì)還對(duì)應(yīng)著通道對(duì)標(biāo)號(hào)，如LS-1通道對(duì)指的就是長短波通道對(duì)中的通道121與通道1629這一通道對(duì)。


本文編號(hào)：3218902