一种有效的卷云监测方法

摘要

一种有效的卷云监测方法。本发明涉及一种从NPPVIIRS数据获取卷云检测方法，可以为气象预报、农业灾害检测等遥感产品的获取提供高质量的卷云掩码产品。该方法在当前的1.38um简单阈值卷云检测的基础上，引入11um传感器亮温，将该亮温数据与多天合成的地表温度做比对，根据在晴空条件下卷云亮温低于地表亮温的特征来近一步判识卷云。

主权项

本发明从VIIRS数据获取高质量卷云掩码的方法原理如下：卷云一般分布于高空，呈现不同形状的冰晶状，其亮温一般较低，而晴空条件下的地表亮温一般高于卷云的亮温，因此可以对两者的亮温进行比较识别卷云，在有天空为卷云覆盖的情况下，传感器11 μm通道探测到的辐射量受卷云光学厚度的影响较大，即厚度不同的卷云，其对应BT11亮温不同，BT11亮温组成可用式（1）描述：BT11 = a*BT11land+b*BT11cir                       （1）式中，BT11为传感器接受到的亮温，BT11land为地表亮温，BT11cir为卷云亮温，故可知在地表不为亮温较低的冰雪覆盖的时候，卷云的亮温低于地表的亮温；若卫星观测图像中有卷云存在，且下垫面地表不为冰雪覆盖时，对应卷云的判识条件如式（2）R > Rt && BT11 < Ts + T’                          （2）式中，R是卫星在1.38 μm通道的反射值，Rt是1.38 μm卷云判识阈值，BT11是卫星11 μm热红外通道的亮温，Ts为当前观测时的地表温度，T’为修正值，由于卫星成像时的地表温度Ts是不能直接获取的，因此需要做相应的替换；通过统计和分析发现，多天合成的地表温度产品能够较好的反应每天的地表温度Ts，但使用多天合成的地表温度产品来替代Ts需要进行相应的修正，一方面是不同时间地表温度的变化，另一方是卫星观测亮温BT11与Ts并不相等，还需要考虑大气的吸收和地表发射率，因此使用T’来进行修正。