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原文传递一种基于静止气象卫星数据的火山灰云检测方法及系统

专利名称：	一种基于静止气象卫星数据的火山灰云检测方法及系统
摘要：	本发明实施例提供一种基于静止气象卫星数据的火山灰云检测方法及系统，包括：根据卫星获取的红外波段的实际辐射亮度、红外大气快速传输模式计算的晴空时辐射亮度和有云时辐射亮度，逐像元计算有效云发射率；根据有效云发射率，获取有效吸收光学厚度比率；根据有效吸收光学厚度比率，构建基于搭载于Himawari‑8或Himawari‑9卫星上的AHI传感器数据的βobs‑特征空间，获取二维散点图；通过对比同时次的卫星多通道增强图像，建立火山灰云区域有效吸收光学厚度比率的边界值和阈值系统，利用该阈值系统在卫星影像中提取火山灰云的范围。本发明建立了适用于亚太地区的火山灰云检测方法，与传统分裂窗亮温差方法相比，显著提高火山灰云边界检测精度、减少范围上的误判。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国矿业大学(北京)
发明人：	孙红福;朱琳;乔丽;王维实
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910536684.X
公开号：	CN110261341A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	苗晓静
分类号：	G01N21/35(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路丁11号中国矿业大学(北京)
主权项：	1.一种基于静止气象卫星数据的火山灰云检测方法，其特征在于，包括：基于搭载AHI传感器的Himawari-8或Himawari-9气象卫星数据，选取8.6μm、11.2μm、12.4μm三个通道，并根据所述Himawari-8或所述Himawari-9气象卫星获取的红外波段的实际辐射亮度、红外大气快速传输模式计算的晴空时辐射亮度和有云时辐射亮度，逐像元计算每一通道对应的有效云发射率；根据每一通道对应的有效云发射率，获取相邻两通道对应的有效吸收光学厚度比率；根据相邻两通道对应的有效吸收光学厚度比率，构建基于AHI数据的βobs-特征空间，获取二维散点图；根据所述二维散点图中有效吸收光学厚度比率的分布特性，对比同时次的卫星多通道增强图像，建立火山灰云区域有效吸收光学厚度比率的边界值和阈值系统，利用所述阈值系统在卫星影像中提取火山灰云的范围。 2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，根据所述Himawari-8或所述Himawari-9气象卫星获取的红外波段的实际辐射亮度、红外大气快速传输模式计算的晴空时辐射亮度和有云时辐射亮度，逐像元计算每一通道的有效云发射率，之前还包括：获取所述Himawari-8或所述Himawari-9气象卫星遥感图像中目标火山区域所在位置温度廓线、湿度廓线和臭氧廓线；根据所述温度廓线、所述湿度廓线、所述臭氧廓线和红外大气快速传输模式，获取晴空时辐射亮度和有云时辐射亮度；获取每一通道对应的大气顶层卫星观测角度条件下的实际辐射亮度。 3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据所述Himawari-8或所述Himawari-9气象卫星获取的红外波段的实际辐射亮度、红外大气快速传输模式计算的晴空时辐射亮度和有云时辐射亮度，逐像元计算每一通道对应的有效云发射率，具体包括：其中，λ表示任一通道的红外波长，εeff(λ)表示所述任一通道对应的有效云发射率，Robs(λ)表示所述任一通道对应的卫星的实际辐射亮度，Rclr(λ)表示所述任一通道对应的晴空时辐射亮度，Rcld(λ)表示所述任一通道对应的有云时辐射亮度。 4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据每一通道的有效云发射率，获取相邻两通道的有效吸收光学厚度比率，具体包括：其中，λ1表示某一通道的红外波长，λ2表示另一通道的红外波长，βobs[λ1/λ2]表示相邻两通道的有效吸收光学厚度比率，εeff(λ1)表示所述某一通道的有效云发射率，εeff(λ2)表示所述另一通道的有效云发射率。 5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：建立一套适用于搭载AHI传感器的所述Himawari-8或所述Himawari-9卫星数据的判识阈值系统，利用该阈值系统在卫星影像中提取火山灰云的范围。 6.一种基于静止气象卫星数据的火山灰云检测系统，其特征在于，包括：有效云发射率模块，基于搭载AHI传感器的Himawari-8或Himawari-9气象卫星数据，选取8.6μm、11.2μm、12.4μm三个通道，并根据所述Himawari-8或所述Himawari-9气象卫星获取的红外波段的实际辐射亮度、红外大气快速传输模式计算的晴空时辐射亮度和有云时辐射亮度，逐像元计算每一通道对应的有效云发射率；有效吸收光学厚度比率模块，用于根据每一通道对应的有效云发射率，获取相邻两通道对应的有效吸收光学厚度比率；散点图模块，用于根据8.6μm、11.2μm和12.4μm、11.2μm通道对应的有效吸收光学厚度比率，构建基于AHI数据的βobs-特征空间，获取二维散点图；检测模块，用于根据所述二维散点图中有效吸收光学厚度比率的分布特性，对比同时次的卫星多通道增强图像，建立火山灰云区域有效吸收光学厚度比率的边界值和阈值系统，利用该阈值系统在卫星影像中提取火山灰云的范围。 7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述基于静止气象卫星数据的火山灰云检测方法的步骤。 8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述基于静止气象卫星数据的火山灰云检测方法的步骤。
所属类别：	发明专利