基于靜止氣象衛(wèi)星的動(dòng)態(tài)沙塵檢測(cè)方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的極軌衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星發(fā)射成功，并投入到對(duì)地觀測(cè)使用中，這為深入研究沙塵氣溶膠的變化、分布以及其對(duì)氣候系統(tǒng)的影響等都提供了必要條件。其中在利用紅外遙感定量反演沙塵氣溶膠參數(shù)的研究中，沙塵判識(shí)是一項(xiàng)既重要卻又非常困難的工作，對(duì)沙塵覆蓋范圍的誤判將有可能導(dǎo)致最終反演結(jié)果的失敗，因此，正確的判識(shí)結(jié)果是整個(gè)定量反演工作的前提和基礎(chǔ)。空氣中的沙塵粒子在紅外通道有強(qiáng)烈的反應(yīng)信號(hào)，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面的作用，一方面是沙

2、塵粒子在12μm通道比輻射率比11μm通道比輻射率高，導(dǎo)致了兩個(gè)通道存在亮溫差；另一方面是由于地表發(fā)射到空間的紅外信號(hào)造成衰減，從而導(dǎo)致衛(wèi)星探測(cè)到的亮溫降低，即是所謂的紅外差值沙塵指數(shù)。以上都可以作為追蹤和判識(shí)沙塵信息的有效參數(shù)。
　　目前，沙塵的判識(shí)主要針對(duì)氣象衛(wèi)星觀測(cè)的11μm與12μm通道亮溫變化信息，采用基于固定閾值的方法進(jìn)行檢測(cè)。該方法利用11μm與12μm通道亮溫差為負(fù)的特征將沙塵和其他探測(cè)目標(biāo)區(qū)分開(kāi)，能較好地進(jìn)行沙塵

3、信息的提取，但是容易產(chǎn)生較大的誤判，其主要原因是11μm與12μm通道亮溫隨時(shí)空變化具有顯著差異，因此采用固定閾值判斷，亮溫值有波動(dòng)，就會(huì)造成像元誤判。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文利用新一代靜止氣象衛(wèi)星Himawari-8，通過(guò)建立晴空11μm亮溫及其與12μm亮溫差背景場(chǎng)，結(jié)合沙塵大氣條件下11μm與12μm通道的亮溫變化特征，提出了基于動(dòng)態(tài)閾值的靜止氣象衛(wèi)星沙塵遙感檢測(cè)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的沙塵檢測(cè)方法比固定閾值沙塵檢測(cè)方法的覆蓋

4、范圍更吻合、檢測(cè)結(jié)果更精確、穩(wěn)定性更好，并且可有效用于白天和夜晚的沙塵檢測(cè)。
　　本文的研究工作包括如下三個(gè)部分：
　　1.本文通過(guò)Himawari-8數(shù)據(jù)構(gòu)建背景場(chǎng)，作為動(dòng)態(tài)的閾值，利用沙塵11μm通道與12μm通道的亮溫差為負(fù)的光譜特性，提出了基于靜止氣象衛(wèi)星的動(dòng)態(tài)沙塵檢測(cè)方法。
　　2.本文通過(guò)構(gòu)建 IDDI，根據(jù)紅外差值沙塵指數(shù)隨時(shí)間的變化，觀察這一天內(nèi)各個(gè)地區(qū)沙塵強(qiáng)度的變化情況。因此，利用 Himawari-