[发明专利]一种基于海温差阈值的海上云检测方法

说明书

本发明公开了一种基于海温差阈值的海上云检测方法，该方法为：将全球地表分为7种类型，采用12个云检测分类器，假设各分类特征下云检测条件概率相互独立，得到全球贝叶斯云检测结果；针对贝叶斯云检测得到的晴空海洋像元，利用分裂窗亮温、卫星天顶角和回归系数根据公式计算极轨气象卫星MERSI反演海温；根据MERSI仪器特性，设定温度阈值，反演海温和高精度分析场海温时空匹配、投影插值后，逐像元动态比对进行进一步云检测确认。本发明基于海温差阈值的海上云检测方法采用朴素贝叶斯云检测，计算简单快捷，相较阈值云检测方法，贝叶斯方法得到的云检测概率分布更加平滑，提高了海洋上云检测的准确性。

技术领域

本发明涉及气象遥感技术领域，具体来说，涉及一种基于海温差阈值的海上云检测方法。

背景技术

风云三号D星（FY3D）是我国第二代极地轨道太阳同步气象卫星，中分辨率光谱成像仪（Medium Resolution Spectral Imager-II，MERSI II）作为关键可见光红外波段成像仪器，共有25个成像波段，波段中心波长光谱范围（0.412~12.0μm）。其中，中心波长为3.8μm的中波红外通道和中心波长分别为10.8μm和12.0μm的长波红外通道即分裂窗通道可用于估计海表温度（Sea Surface Temperature，SST）。FY3D/MERSI SST反演精度不仅高度依赖于MERSI仪器的性能、定位精度和定标的精度，还依赖于其上游产品——云检测产品的精度。SST算法和云检测算法是密不可分的，海温/云检测算法齐头并进的主要目标是确保云检测提供可靠的“确信云”像素标识，这样，SST的算法就不必考虑云检测。

云检测在遥感应用中具有极其重要的作用，其质量对定量产品的反演有很大的影响。SST产品需要高精度的云检测信息，在晴空无云情况下才能得精确的SST反演。由于进入卫星的辐射常常受到云的污染，为了获得精确的SST，云检测就成了红外卫星遥感反演SST所面临的关键挑战之一。

专利CN104820250B公开了一种极轨气象卫星VIRR海洋上云检测的处理方法，该处理方法利用海温的气候变化规律及VIRR卫星探测仪器的长时间序列的匹配统计信息，根据卫星遥感仪器的实际光谱特性、星载运行情况和定标更新情况，确定适用的海温回归系数，设定温度阈值，对卫星VIRR观测的海洋目标通过定量计算进行有云或晴空海洋像元的判识，但是存在计算过程过于复杂的缺点。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于海温差阈值的海上云检测方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于海温差阈值的海上云检测方法，该方法包括以下步骤：

S1 数据读取和预处理，读取极轨气象卫星MERSI 的L1B和GEO数据，进行物理量转换；读取NWP、OISST等数据，进行辐射传输计算；

S2 朴素贝叶斯云检测，将全球地表分为7种类型，采用12个云检测分类器，假设各分类特征下云检测条件概率相互独立，得到全球贝叶斯云检测结果；

S3根据MERSI仪器特性，构建长时间序列匹配数据集，进行统计分析，得到海温反演所需的回归系数a0~a3；

S4 海温动态反演，根据公式计算极轨气象卫星MERSI反演海温：