[发明专利]一种有效的卷云监测方法

摘要

一种有效的卷云监测方法，包含三个步骤：第一步骤获取与VIIRS L1数据在同一月份的、相同分辨率的MODIS月地表温度和积雪覆盖产品。下载MODIS的月地表温度合成产品；对VIIRS L1数据和MODIS地表温度合成产品进行几何校正；下载MODIS的月积雪合成产品，对月积雪合成产品进行几何校正；通过重采样获取与VIIRS L1数据相同分辨率和地理位置范围的月地表温度和积雪合成产品，以用于后续监测算法。第二个步骤使用卷云监测算法判识卷云：读取VIIRS L1数据的1.38微波通道数据，通过辐射定标计算反射率，读取第一步中获取的月地表温度和积雪产品；逐象元的进行卷云识别，如果该象元为积雪覆盖则不使用本方法进行卷云判识，否则使用本方法进行卷云的判识。冬天用下面的公式：R1.38>0.08 & BT11<Ts+10；夏天使用公式：R1.38>0.08 & BT11<Ts+10,从而识别卷云。

主权项

一种从VIIRS数据获取高质量卷云掩码的方法，包括：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11μm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1.38μm通道的反射值，Rt是1.38μm卷云判识阈值，BT11是卫星11μm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；还包括卫星数据预处理，具体为：先对VIIRS数据进行参数转换，投影变换，然后对多天合成的MODIS地表温度数据进行投影，最后使用投影后的VIIRS对投影后的多天合成地表温度进行重采样，得到分辨率和地理位置相等的VIIRS数据和多天合成地表温度数据。