极轨气象卫星遥感白天和夜间海雾的检测方法

摘要

本发明涉及一种极轨气象卫星遥感白天和夜间海雾的检测方法。利用极轨卫星资料，读入其原始数据文件，通过分析海雾和低云在光谱特征上的差异，综合应用多通道光谱资料、NDVI指数、NDSI指数、30年月平均SST，采用三级判识方法先后滤出中高云、晴空水体、太阳耀斑水体、云阴影区、海冰雪盖、非暖性低云、暖性碎低云、云边缘，而得到海雾分布区，生成包括海雾检测结果的文件，即可用GRADS绘图软件，在微机上进行图像显示。本发明将海雾和低云分离，从而实现了海雾的实时监测。为海面上空飞行安全、海上交通运输、海港和沿海空港作业提供了实时监测的有效气象资料。

主权项

1、一种极轨气象卫星遥感白天和夜间海雾的检测方法，其特征在于步骤1是通过极轨卫星数字可视广播系统，获取并读入1A文件；步骤2是对1A文件利用常规方法进行数据预处理和质量控制生成1B文件；再对1B文件用通用的方法进行几何精校正，生成局地的等经纬度投影数据集文件LDF；步骤3是一级判识，将目标物初步区分为：包括含海雾和低云的云、含海冰和雪盖信息的中高云、晴空水体、耀斑水体、云阴影；用海陆模板数据将大陆与海洋分开；用耀斑查算表数据将耀斑水体剔除；用长波红外亮温及可见光、近红外反照率以及中波红外亮温特征阈值将包括海雾和低云的云、含海冰和雪盖信息的中高云、云阴影区分，又利用归一化植被指数NDVI大于-0.05的像元条件初步滤除包括藻类信息的晴空水体，完成了一级判识；步骤4是对上述一级判识结果中的包括含海雾和低云的云、含海冰和雪盖信息的中高云进行二级判识，判断是否满足海雾和低云特征：即将中高云、海冰、雪盖以及部分晴空水体的混合像元剔除，保留海雾和低云区；方法是：根据海雾和晴空水体、海冰、中高云的辐射特性，检测符合可见光反照率在0.12～0.15之间、归一化雪指数NDSI在-0.1～0.1之间、光谱1.6μm通道的反照率大于0.15、10.3μm通道的亮温大于270K的像元、归一化植被指数NDVI大于-0.05条件的像元，判断为含低云的海雾；不满足则为中高云，即可初步检测或识别出含低云的海雾，该海雾像元标记为Fog1；晴空水体像元均标记为CS，完成了二级判识；步骤5是对于二级判识中含低云的海雾进行三级判识，即将海雾与低云分离：首先将与海表温度相比明显偏低的非暖性低云分离，得到的雾区标记为Fog2，考虑到Fog2还可能包含暖性碎低云，为了将暖性碎低云从雾区中剔除，对于标记为Fog2的像元再用区域增长方法，进行空间拓展，将暖性碎低云从雾区中剔除，得到的海雾检测数据标记为Fog3；然后将夹在海雾区中的云边缘滤除，再进一步将以上得到的海雾检测数据用纹理条件分析，方法是：取N×N矩阵，N≥11，如果矩阵中60-70％的像元都标记Fog3，则判识为海雾；如果矩阵中只有30-40％的像元标记为Fog3，则判识为云边缘；这样就确定了低云区、海雾区、中高云区和晴空区；最后将结果按像元输出为二进制的海雾检测结果文件，并储存和显示。