【CN109946235A】风云4A气象卫星多通道扫描成像辐射计的多层云反

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910141496.7

(22)申请日 2019.02.26

(71)申请人 南京信息工程大学

地址 211500 江苏省南京市江北新区宁六

路219号

(72)发明人 刘超　王健捷　姚彬　王金虎　

(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限

公司 32200

代理人 朱小兵

(51)Int.Cl.

G01N 21/17(2006.01)

G01N 21/3504(2014.01)

(54)发明名称

风云4A气象卫星多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法

(57)摘要

本发明公开了风云4A气象卫星多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，填补了国内该算法的空白。充分考虑国产卫星辐射计AGRI独特的光谱通道设计特点，以快速辐射传输仿真模拟为理论基础，建立多层云模型，分析不同短波红外通道（1.6和2.25μm）对不同相态云的敏感性，首次发现这两个通道可用于云相态的识别。模型验证了在不同云光学厚度下，短波红外通道的穿透力较好，下层水云信息可以透过上层冰云并由卫星观测中提取。结合红外通道对云顶相态的识别，最终提出了一种全新的辐射计观测多层云（上层冰云、下层水云）的识别算法。本算法的多层云结果利用准确的主动星载激光雷达CALIOP 得到了验证，具有较好的准确性。本发明充分考虑我国成像仪独特的光谱通道设计特点，用于我国新一代成像仪AGRI，可以为未来业务应用提供更加准确、

高效的多层云探测结果。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109946235 A 2019.06.28

C N 109946235

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109946235 A

1.气象卫星风云4A多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，其特征在于：具体包含如下步骤；

步骤1，基于多光谱阈值的云检测算法，开发云识别算法；

步骤2，以红外通道云顶相态算法为基础进行云顶相态识别；

步骤3，建立快速辐射传输仿真模拟器及对应的多层云模型，分析星载AGRI仪器1.6和2.25 μm两个短波红外通道对不同相态云的敏感性，得到两通道数值模拟的卫星观测反射率的差别，从而联合使用这两个通道直接用于云相态的识别，发现短波红外通道较好的穿透力，下层水云信息可以透过上层较薄的冰云，所以结合红外通道云相态算法，实现对上层冰云、下层水云情况下的多层云识别；

步骤4，利用主动遥感仪器能够给出的更加准确的云垂直结构，验证算法的有效性，结合辐射仿真模拟，论证该多层云反演算法的适用范围，并根据不同云光学厚度的情况，对算法进行优化。

2.根据权利要求1所述的气象卫星风云多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，其特征在于：在步骤1中，以国家卫星气象中心根据气象卫星风云3D成像仪MERSI-II开发的基于多光谱阈值的云检测算法，开发优化适用于AGRI的云识别算法。

3.根据权利要求1所述的气象卫星风云多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，其特征在于：在步骤2中，以红外通道8.5和红外通道11 μm云顶相态算法为基础进行云顶相态识别。

4.根据权利要求1所述的气象卫星风云4A多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，其特征在于：在步骤3中，辐射仿真模拟充分结合相关k分布方法和快速辐射传输模式的优势，考虑各个通道下的气体吸收、辐射，云层反射、透射及地表等作用，给出特定大气背景和云层条件下的辐射亮度，与精确模式对比，太阳反射通道反射率的相对误差在2%以内，红外辐射通道亮温的差别在0.2K以内，但是其计算速度比精确模式快三至五个数量级，达到了卫星遥感对精度和效率的要求。

5.根据权利要求1所述的气象卫星风云4A多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，其特征在于：在步骤3中，利用红外通道对冰云穿透能力较弱，而对云相态却十分敏感的特点，只利用红外通道进行云顶云相态的识别；短波红外通道对不同相态云既有很好的敏感性，同时又具有较高的穿透性，从而在多层云的情况下，下层水云信息可以透过上层较薄的冰云，进而实现多层云的探测。

6.根据权利要求1所述的气象卫星风云4A多通道扫描成像辐射计的多层云反演方法，其特征在于：在步骤3中，通过假设上层冰云、下层水云的典型多层云示例，分析不同云光学厚度下多层云算法适用性，对算法进行有效优化。

2

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/18xl.html