辐射与时序信息相结合的Himawari-8卫星沙尘暴监测研究
发布时间：2020-12-25 01:18
Himawari-8卫星宽波段覆盖、高频次观测的特点可以在沙尘暴动态监测中发挥重要作用。而由于地表结构的复杂性以及云、气溶胶的影响,现有的方法在Himawari-8卫星沙尘暴监测中仍有较大的局限。为提高沙尘暴监测的精度和稳定性,本文提出综合使用Himawari-8卫星数据的时序信息和辐射信息监测沙尘暴的方法。最后将两种沙尘检测方法的监测结果分别与臭氧监测仪监测的紫外气溶胶指数产品和FY3B VIRR沙尘日监测产品对比分析,发现监测结果与两种沙尘监测产品空间分布基本一致,具有较高的精度。本文主要开展了以下几个方面的工作:（1）基于沙尘气溶胶的微观特性,探讨了沙尘气溶胶粒子的散射特性。并基于Himawari-8卫星的可见光红外辐射计（Advanced Himawari Image,AHI）的波段设计,对典型地物、云以及多类型沙尘光谱特性进行分析,实现了 AHI数据的云检测,提出了中、热红外亮温差沙尘检测方法,构建了沙尘强度指数,以动态监测沙尘强度。（2）通过对中国区域几类典型下垫面的晴空表观反射率（亮度温度）的日变化分析,分时间段合成了各时刻晴空表观反射率数据集,基于晴空数据集设定动态阈值...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．２沙尘与沙漠亮温差对比??
云是沙尘检测中最主要的误差来源，与下垫面相比，云具有较高的反射率。我们利??用发生沙尘天气前７天和后７天的影像作为参考，用Ｈｉｍａｗａｒｉ－８卫星１５天同一时刻的??表观反射率数据进行最小值合成，得到时间序列晴空底图。图４．２为５月上半月北京时??间上午１０点至下午３点每个小时的Ｈｉｍａｗａｒｉ－８卫星时间序列晴空底图的标准假彩色合??成影像，我们发现晴空底图的效果可以满足需求。??北京时阏丨〇：〇〇?北京时间１１：００?北炔时闾１２：００??７５ｎｎｒＦ?ｗｔｒｏｎ；?ｌｏｓｉｗｒｉ．?ｌｙｒｙｔｒｉ：?ｂ５，ｏ￣ｏ￣ｈ?７５＊ｔｎｎ?ｗｗｉ?ｉ〇５ＷＦ?ｉｚｏｗｉ：?ｉ３￥＊＜ｒ〇Ｔ?ｉｓｙｔｒｋ?ｗｗｒｔ．?ｌｏｓ－ｙｏ－ｆｃ??Ｌ?Ｊ?ｌ［＿??北京时间１３：００?北京时问１４：００?北众对ＮＭ６：００??７３ＷＫ?ＷＯＴＴＢ?Ｉ０５ＷＩ：?ＩＭＷｔ：?ｌ？３？ＯＴｎ：．?７５ＷＩ?〇ＯＷＩ?Ｉ０５ＷＦ?Ｉ２０ＷＦ?７５ＷＩ－?ＷＯＴＨｉ?Ｉ０５ＷＩ；?Ｉ２０ＷＥ?ｌ？５ＷＫ??图４．２?ＨｉｍａｗａＨ－８卫星时间序列晴空底图的标准假彩色合成影像??Ｆｉｇ．?４．２?Ｓｔａｎｄａｒｄ?ｆａｌｓｅ?ｃｏｌｏｒ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｈｉｍａｗａｒｉ－８?ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?ｔｉｍｅ?ｓｅｒｉｅｓ?ｂａｓｅｍａｐ?ｗｉｔｈ?ｃｌｅａｒ??ｓｋｙ??４．１．２?时间序列云检测方法??通过Ｈｉｍａｗａｒｉ－８卫星蓝光第Ｉ通道与时间序列晴空
图?４．６?２０１６?年?５?月?５?日?１２?时?ＢＴＲＣ（１１／１２）值??Ｆｉｇ．?４．６?ＢＴＲＣ（１１／１２）?ｖａｌｕｅ?ｏｎ?１２：００，Ｍａｙ５，２０１６??图４．４、４．５和４．６分别为２０１６年５月５日北京时间１４时的Ｒ、Ｇ、Ｂ真彩色合成，以及该时刻的ＢＴＲ（１１／１２）、ＢＴＲＣ（丨丨／１２）比值影像。在图４．２中我们可以看出沙尘的ＢＴＲ（１１／１２）值都小于丨，除了云覆盖区域，其他区域的值基本都大于１；从图４．３们可以看出，晴空区域各地表类型的值大部分都小于１。??３０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于静止气象卫星的动态沙尘检测方法[J]. 张海香,徐辉,韩道军,郑逢杰,张文豪. 遥感信息. 2018(01)
[2]第五次全国荒漠化和沙化监测结果及分析[J]. 屠志方,李梦先,孙涛. 林业资源管理. 2016(01)
[3]基于CALIPSO对中国春季一次沙尘暴的研究[J]. 刘贞,张雪姣,郑有飞,刘建军. 环境科学学报. 2016(12)
[4]沙尘天气对大气环境和人体健康的影响[J]. 佘峰,陶燕. 城市与减灾. 2015(04)
[5]基于卫星观测的我国北方地区紫外吸收性气溶胶的时空分布研究[J]. 宿兴涛,许丽人,张志标,吴洪星. 气候与环境研究. 2015(01)
[6]基于风云三号卫星的全球沙尘遥感方法[J]. 罗敬宁,徐喆,亓永刚. 中国沙漠. 2015(03)
[7]我国沙尘灾害遥感监测研究与展望[J]. 赵仕伟,胥永文,史荟燕,汤永. 气象与环境科学. 2009(04)
[8]沙尘气溶胶对热红外分裂窗通道亮温和地表反演温度的影响研究[J]. 李莉,顾行发,余涛,胡秀清,陈良富,程天海. 红外与毫米波学报. 2009(02)
硕士论文
[1]典型极端天气现象的遥感监测方法研究[D]. 狄美.山东科技大学 2009
[2]沙尘大气红外高光谱快速辐射传输模式开发与仿真[D]. 张磊.中国气象科学研究院 2008
本文编号：2936669
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．２沙尘与沙漠亮温差对比??
云是沙尘检测中最主要的误差来源，与下垫面相比，云具有较高的反射率。我们利??用发生沙尘天气前７天和后７天的影像作为参考，用Ｈｉｍａｗａｒｉ－８卫星１５天同一时刻的??表观反射率数据进行最小值合成，得到时间序列晴空底图。图４．２为５月上半月北京时??间上午１０点至下午３点每个小时的Ｈｉｍａｗａｒｉ－８卫星时间序列晴空底图的标准假彩色合??成影像，我们发现晴空底图的效果可以满足需求。??北京时阏丨〇：〇〇?北京时间１１：００?北炔时闾１２：００??７５ｎｎｒＦ?ｗｔｒｏｎ；?ｌｏｓｉｗｒｉ．?ｌｙｒｙｔｒｉ：?ｂ５，ｏ￣ｏ￣ｈ?７５＊ｔｎｎ?ｗｗｉ?ｉ〇５ＷＦ?ｉｚｏｗｉ：?ｉ３￥＊＜ｒ〇Ｔ?ｉｓｙｔｒｋ?ｗｗｒｔ．?ｌｏｓ－ｙｏ－ｆｃ??Ｌ?Ｊ?ｌ［＿??北京时间１３：００?北京时问１４：００?北众对ＮＭ６：００??７３ＷＫ?ＷＯＴＴＢ?Ｉ０５ＷＩ：?ＩＭＷｔ：?ｌ？３？ＯＴｎ：．?７５ＷＩ?〇ＯＷＩ?Ｉ０５ＷＦ?Ｉ２０ＷＦ?７５ＷＩ－?ＷＯＴＨｉ?Ｉ０５ＷＩ；?Ｉ２０ＷＥ?ｌ？５ＷＫ??图４．２?ＨｉｍａｗａＨ－８卫星时间序列晴空底图的标准假彩色合成影像??Ｆｉｇ．?４．２?Ｓｔａｎｄａｒｄ?ｆａｌｓｅ?ｃｏｌｏｒ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｈｉｍａｗａｒｉ－８?ｓａｔｅｌｌｉｔｅ?ｔｉｍｅ?ｓｅｒｉｅｓ?ｂａｓｅｍａｐ?ｗｉｔｈ?ｃｌｅａｒ??ｓｋｙ??４．１．２?时间序列云检测方法??通过Ｈｉｍａｗａｒｉ－８卫星蓝光第Ｉ通道与时间序列晴空
图?４．６?２０１６?年?５?月?５?日?１２?时?ＢＴＲＣ（１１／１２）值??Ｆｉｇ．?４．６?ＢＴＲＣ（１１／１２）?ｖａｌｕｅ?ｏｎ?１２：００，Ｍａｙ５，２０１６??图４．４、４．５和４．６分别为２０１６年５月５日北京时间１４时的Ｒ、Ｇ、Ｂ真彩色合成，以及该时刻的ＢＴＲ（１１／１２）、ＢＴＲＣ（丨丨／１２）比值影像。在图４．２中我们可以看出沙尘的ＢＴＲ（１１／１２）值都小于丨，除了云覆盖区域，其他区域的值基本都大于１；从图４．３们可以看出，晴空区域各地表类型的值大部分都小于１。??３０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于静止气象卫星的动态沙尘检测方法[J]. 张海香,徐辉,韩道军,郑逢杰,张文豪. 遥感信息. 2018(01)
[2]第五次全国荒漠化和沙化监测结果及分析[J]. 屠志方,李梦先,孙涛. 林业资源管理. 2016(01)
[3]基于CALIPSO对中国春季一次沙尘暴的研究[J]. 刘贞,张雪姣,郑有飞,刘建军. 环境科学学报. 2016(12)
[4]沙尘天气对大气环境和人体健康的影响[J]. 佘峰,陶燕. 城市与减灾. 2015(04)
[5]基于卫星观测的我国北方地区紫外吸收性气溶胶的时空分布研究[J]. 宿兴涛,许丽人,张志标,吴洪星. 气候与环境研究. 2015(01)
[6]基于风云三号卫星的全球沙尘遥感方法[J]. 罗敬宁,徐喆,亓永刚. 中国沙漠. 2015(03)
[7]我国沙尘灾害遥感监测研究与展望[J]. 赵仕伟,胥永文,史荟燕,汤永. 气象与环境科学. 2009(04)
[8]沙尘气溶胶对热红外分裂窗通道亮温和地表反演温度的影响研究[J]. 李莉,顾行发,余涛,胡秀清,陈良富,程天海. 红外与毫米波学报. 2009(02)
硕士论文
[1]典型极端天气现象的遥感监测方法研究[D]. 狄美.山东科技大学 2009
[2]沙尘大气红外高光谱快速辐射传输模式开发与仿真[D]. 张磊.中国气象科学研究院 2008
本文编号：2936669
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2936669.html
