基于MODIS遥感数据的特定云属性研究

发布时间：2020-08-07 08:43

【摘要】：云属性在地气系统辐射收支平衡、气候预测和大气辐射传输计算等方面都具有重要意义,现有对云属性研究的数据主要是通过天基卫星遥感获得,本文利用MODIS遥感数据光谱范围宽且波段细分的优势,对云检测、云相态检测、云顶高度和云厚这些特定的云属性进行了理论研究与计算,并将结果与相应产品进行了比较。论文主要研究内容如下:(一)去除了MODIS_L1B级MOD02数据中不同类型的条带噪声,并用阈值法对MOD02数据进行了云检测。对探测器间条带噪声,用扫描带行均最大值法精确地判断出其所有最大噪声行后,用多行领域插值法去除其条带噪声;对镜边噪声和随机噪声则采用中值滤波去除其条带噪声。分析了云检测的大气物理理论基础,对阈值法云检测中选择不同波段的原因以及结合阈值模型通过置信度检测云的算法进行了理论研究,并用阈值法对两组MOD02数据进行云检测后,与相应的MOD35云掩膜产品结果对比,检测效果非常好。(二)研究了BP神经网络云相态检测算法。分析了不同云相态的辐射理论,选用五个特殊波段数据构建了反射率1.38R、亮温值6.7BT、亮温差值11 3.9BT?BT和11 12BT?BT四组特征数据,对这些特征数据在不同云相态时的光学特性及三维散点图进行了详细分析,紧接着对BP神经网络模型算法进行了理论研究,利用这四组特征数据结合BP神经网络模型,对两组MOD02数据进行云相态检测后,与相应的MOD06产品中云相态结果对比,能很好地检测出各种云相态。(三)对经验式计算云厚法进行了修正。对MODIS数据和CloudSat数据经纬度匹配后,利用大气静力式法和气压-高度廓线插值法对两组MODIS数据的单层云云顶高度进行了计算;另外,结合MODIS和CloudSat匹配后数据,用修正后的经验式法对两组MODIS数据的单层云云厚进行了计算。结果表明,这几种方法都能较准确地计算出MODIS单层云的云顶高度和云厚。(四)完成了基于MODIS遥感数据的特定云属性计算软件的开发。基于Microsoft Visual C++6.0平台,结合OpenCV库设计开发了计算软件,该软件可选择任一MOD02数据,以灰度图、伪彩色图、三波段RGB合成图三种方式显示数据图像,去除图像中不同类型条带噪声,进行云检测和云相态检测,并可与相应产品结果进行对比。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P407
【图文】：

得到的全球云图，显然，全球相当比例的表面被不同程度的云覆盖。作为气候的重要影响因子，想要深入了解云的各种参数，面对如此大面积的云覆盖率，更加突出了结合已有卫星数据对云的各项属性进行计算研究的重要性。

Terra卫星3D模型图

Aqua卫星3D模型图

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本文编号：2783752