静止气象卫星

摘要： 地表参数定量遥感反演是遥感科学研究的重要环节.21世纪以来,地球静止气象卫星数据在地表参数遥感反演中受到越来越多的重视.本文对利用地球静止气象卫星进行地表参数遥感反演研究的进展进行了综述.文章首先简单介绍了当前正在运行的欧盟Meteosat、美国GOES-R、日本葵花和中国风云静止卫星系统,随后详细总结了不同卫星系统估算各种地表参数的方法.在此基础上,文章对进一步利用静止卫星估算地表参数的研究展开讨论,指出未来的研究应重点关注几个方面:(1)探索和运用新技术提高静止卫星数据获取和处理的效率和精度;(2)融合全球多颗静止气象卫星,同时与极轨卫星融合,生产覆盖全球的长时序地表参数产品;(3)探索地表参数的高效获取方法,对静止气象卫星地表参数产品开展真实性检验,满足地表过程研究和资源环境动态监测对高质量地表参数产品的需求.

摘要： 简述卫星林火监测的发展、应用现状,分析目前极轨气象卫星林火监测系统的不足和静止气象卫星应用于林火监测的优势.从浙江省森林火灾基本情况出发,提出基于静止气象卫星构建卫星林火监测系统,实现全天候、高频次、全覆盖等监测目标的基本思路.

摘要： 海雾是一种发生在海面的灾害性天气现象,掌握海雾的分布与生消变化,能有效地减少海雾带来的危害.卫星遥感观测具有近实时、大范围覆盖、连续观测等特点,特别是高时间分辨率的静止卫星观测系统,能够对海雾的发生?发展?消亡过程进行动态跟踪观测.本文以2018?2019年黄、渤海发生的海雾事件为样例,利用日本静止气象卫星Himawari-8(H-8)红外辐射数据,分析海雾的多通道红外亮温辐射特性,通过不同波段差和波段比组合,定义海雾和晴空水体分离指数、海雾和一般云系分离指数、多通道亮温差斜率指数以及中红外亮温纹理指数,提出基于多指数概率分布的夜间海雾监测算法;算法分别应用于H-8和韩国静止气象卫星GEO-KOMPSAT2A(GK-2A)数据,对2020年2?6月发生的6次海雾事件多时次卫星观测识别出的海雾位置分布和覆盖面积进行对比实现互验证,结果表明,本文提出的夜间海雾监测算法能有效地实现夜间海雾的识别;选择2020年4月29日夜间H-8和GK-2A每10 min一次连续观测数据的监测结果,对海雾的发生区域进行跟踪分析,清晰地展现出此次海雾事件的发生、发展演变过程,说明算法能清楚地监测出各时段海雾的分布,跟踪海雾的发展变化,可为海上大雾的防灾减灾提供科学依据和决策基础.

摘要： 随着新一代静止气象卫星的发射,高频次和高时效的观测特性对于火点探测具有独特优势.本文基于Himawari-8新一代静止气象卫星高频次观测特点,提出有利于火情初期火点判识的时序探测方法.与传统的极轨气象卫星遥感火情监测采用的上下文法不同,时序探测法判识火点的方法依据为探测像元亮温在观测时间上的差异.研究结果显示,在无云及无异常热源条件下,相邻时次中红外亮温差异较小,当前后时次亮温差达到3K时,可判识出火点,而上下文法的阈值均在6K以上,时序法的火点判识阈值较上下文法明显降低,探测相应的亚像元火点面积减小一倍以上,从而提高了火情判识的灵敏度,实现火点早期发现.本文介绍了时序法火点判识方法,并以黑龙江桦川县的星地同步观测实验进行验证,研究表明,时序法较上下文法在初发火点探测灵敏度方面有明显优势,时序法和上下文法的结合可提高气象卫星对火情发展过程的监测能力.

摘要： Fengyun-4A(FY-4A)卫星是2016年12月11日发射的我国新一代对地静止气象卫星,它配备了先进的成像仪和测深仪,可提供高时空和光谱分辨率的探测信息,用于天气气候相关的监测、预警和预报。多通道扫描成像辐射计(AGRI)是FY-4A卫星平台挂载的关键辐射成像仪器,重点用于云观测,并利用高时间分辨率的特征进行天气过程追踪。AGRI的红外辐射通道具有全光路的星上红外定标系统,与FY-2上的红外可见自旋扫描辐射计(VISSR)相比,无论在定量标定、成像速度和空间分辨率方面均有了显著改善。FY-4A AGRI的在轨运行状态和星上辐射定标水平的精确评估,对红外通道产品应用具有重大意义。

摘要： 为进一步提高观测频次和信噪比,近年来各国新一代静止气象卫星均采用三轴稳定工作模式对地扫描成像.为了精确提取遥感目标物所在地点关于地表、云和大气状态的定量参数产品,必须要解决图像配准和定位问题.轨道漂移运动引起卫星视轴在地球表面上移动,导致连续图像之间产生相对位移,影响云图动画的图像配准精度.以2016年12月发射的中国风云四号卫星成像仪为研究对象,给出了图像参考基准的严密定义,研究了一种轨道运动补偿OMC(Orbit Motion Compensation)方法.通过给成像仪2维扫描机构增加转角补偿的方法在卫星上实时引导视线扫描路径,卫星相当于在理想轨道位置的视角成像.得到的遥感图像均被配准到地球固定网格FG(Fixed Grid),保持相对固定的几何定位关系.由于这种在卫星上完成的补偿剥离了L0级图像数据与卫星轨道测量信息之间的关系,从根源上保证了原始图像的长周期定位稳定性.为证明方法的正确性,利用风云四号卫星在轨测试的遥感图像L0级数据进行了试验验证.结果表明,云图动画中南北方向相对运动距离由973.0μrad缩小至75.6 μrad,东西方向由205.8 μrad缩小至81.2 μrad.星上轨道运动补偿有效削弱了周期性轨道运动对图像定位与配准的干扰,显著提升图像配准精度.针对未来带有长线阵的新型静止卫星成像仪发展趋势,分析了进行星上轨道运动补偿时引起的长线阵探测器边缘像元误差问题,提出了采用电推进系统对卫星轨道倾角进行高精度保持控制来降低边缘误差的解决方案.

摘要： 针对静止卫星资料的云检测存在通道较少、不适用多通道云检测算法的问题,引入地表背景信息,优化了云检测算法.利用FY2C卫星资料以及其他辅助资料,分析了地表背景信息(包括最高红外亮温底图、地表纹理、地表高程信息等)对静止卫星云检测的影响.在综合考虑这些地表背景信息的基础上,提高了静止卫星云检测精度.经过实际研究和业务化应用,引入地表信息将有效提高云检测效率.具体的研究结论包括:(1)优化的动态亮温底图进一步提高了中高纬地区的云检测精度,降低了中低纬地区云检测的误判率;(2)引入地表植被指数的空间纹理法,进一步消除了由于地表差异带来的误差;(3)引入地表高程数据,对于可见光通道云检测精度的提高非常有效,对于红外通道的动态阈值确定也非常有效.%Integrating kinds of methods of cloud detection can obtain more accurate results and is suitable for operational applications.In the present paper, the surface information is introduced, including brightness temperature background, surface texture, elevation, etc., when kinds of methods of cloud detection are combined, based on FY2 Cdata and some other assistant data.Nearly four years' applications at Remote Sensing Center, Institute of Meteorology, PLA University of Science and Technology indicate that the accuracy comes to 93％.The main results are as follows: (1) optimal maximum brightness temperature plays the major role in cloud detection, and it relieves the difficulty of finding threshold due to variable land covers, especially at high latitude areas; (2) spatial texture method further eliminates the impacts from surface variations; (3) by introducing the elevation information, the cloud detection achieves high accuracy for infrared channels, and dynamic thresholds can also be found effectively for visible channels.

摘要： 对新形势下,如何充分利用现代化技术手段,构建新的沙尘暴监测体系,促使我国沙尘暴监测向智慧化阶段迈进行了探讨.提出了构建"天网"、"地网"、"人网"三网合一的天地同步监测体系,建设沙尘暴监测与灾情评估大数据中心,最终搭建智慧监测云平台的总体思路.沙尘暴智慧监测云平台具备天地同步、卫星数据自动接收、沙尘天气自动精准监测快速响应、完备的系统监控与异常报警等功能.

摘要： 近年来,国际静止卫星应用从单纯的全盘观测满足共性观测需求向专项应用目标驱动的转变. 新一代静止气象卫星主要表现为以下特点:一是高空间分辨率;二是高时间分辨率;三是高灵敏度;四是多传感器。重点静止气象卫星在防灾减灾及突发情况处置中的应用进行了研究。

摘要： Himawari-8(向日葵8号)是第三代静止气象卫星,空间分辨率、通道参数和定位都较上一代有较大提高.Himawari-8静止气象卫星的高空间分辨率、高频次和高时效特点,在草原火灾监测具有天然的优势.本文介绍Himawari-8观测仪器特性和基于草原特点的H8数据自适应闽值火点监测原理算法,并介绍针对2017年4月19日-20日靠近中国内蒙古边境的境外火,利用Himawari-8数据进行的连续动态监测过程和产品.监测显示,本次境外草原火共持续22小时,过火区域约1500平方公里,火点最长持续时间约6小时.结果表明,Himawari-8静止卫星数据能较好地应用到草原火情监测中,实现快速获取火点位置、面积、温度等火情信息,通过分析多时次连续观测的火情影像,获取火场动态发展变化信息,为应对境外火决策提供依据.

摘要： 介绍地市级风云二号静止气象卫星升级安装环境和软件安装步骤(包括CMACast参数修改、SWAP系统更新和初始化等),常见问题及解决办法.

摘要： FY-4A静止气象卫星具有较高的时间分辨率,在海表温度(SST)日变化研究方面具有一定优势.通过对其在2018年6月～2019年5月的SST产品数据进行时空分布特征分析,发现中国周边海域SST日变化具有显著季节性,冬季SST日跨度接近15°C,而夏季却不超过3°C.SST日变化呈余弦曲线形式分布,最高值出现在14～15时而最小值则出现在6～8时.日变化振幅为0.30～0.92°C,夏季由北向南减小(0.68～0.40°C),秋季则由北向南增大(0.30～0.65°C).同时,对这些变化特征的成因进行了剖析.最后根据研究海域SST日变化规律建立了拟合模型以及各月份的拟合系数查找表,有助于日后对研究海域的SST日内变化进行估算和预测.

摘要： 目前,积雪的监测有两种方式.一种方式为地面监测,主要方法有气象台站的观测、下雪期间气象协理员上报的不定期观测和雪深自动观测仪监测;另外一种方式为卫星遥感监测.地面监测不能够宏观上考察积雪范围的情况.遥感技术能够获取大范围的积雪信息,弥补传统观测站的不足."葵花8号"是日本的新一代静止气象卫星,搭载的Advanced Himawari Imager(AHI)传感器共16个波道,包含了3个可见光波道、3个近红外波道、10个红外线波道.全圆盘的时间分辨率达到10min.空间分辨率最高可达500m.高光谱、高频率和高空间分辨率使得"葵花8号"具有很好的积雪分布及其变化的监测能力.本文选取2016年1月21-23号雨雪冰冻过程,应用"葵花8号"静止卫星观测数据,对宁波积雪分布进行监测,并应用地面观测数据进行验证.为相关部门应对雨雪冰冻灾害提供决策服务,减少国民经济损失.

摘要： 风云四号A星是我国第二代静止气象卫星的首发星,相比风云二号系列卫星,其星载仪器无论从性能和数量上均有重大变化.风云四号A星地面系统接收的实时资料,以及业务系统加工处理得到的各级数据和产品,在天气预报、生态环境监测等应用领域将发挥重要作用,在国民经济的多个领域(农业、林业、水利、环境、交通等)都有很强的应用需求.风云四号应用系统建设的卫星数据服务系统将是成为国家级气象卫星数据存档中心的重要组成部分,也将是实现气象卫星数据共享服务的基础平台.数据服务系统是一个综合的气象卫星信息服务系统,不仅可以提供数据的检索下载服务,还将为各类用户共享使用卫星数据提供各类辅助手段和信息帮助,满足国内外各类数据服务用户对气象卫星数据和信息的需求.根据风云四号卫星数据和产品的规格,建立稳定、可靠、安全的业务化卫星数据存档管理系统.通过天上卫星数据直接广播、CMACast转播,地面Internet、专线通信等方式,建立天地一体化的布局全国的风云四号A星数据获取和共享服务体系.风云四号卫星数据服务系统采用了基于大数据技术的业务运行和用户行为分析、基于NoSQL的海量时序卫星影像管理与发布、高空问分辨率卫星云图多终端无级缩放动画生成及发布等多项关键技术，满足了风云四号A星每日3. 83TB数据管理共享和信息服务的需求。

摘要： 为满足静止气象卫星地面应用系统的运行管理需求,保证业务系统的高可靠性和维护响应的高时效性,设计了一套基于短消息平台的业务维护管理系统.该系统由短消息平台、实时业务监测和自动维护管理三部分组成,能够实时监测多套卫星系统的业务关键点,及时发现业务故障和特殊事件,利用短消息平台实现消息的集中管理和即时发送,同时具备故障策略管理、维护调度管理和自动化维护响应等功能.实施效果表明该系统具备良好的适用性和可扩展性,能有效减轻维护管理人员的工作压力,为高时效和高可靠要求的大型系统维护管理工作提供有效的技术手段.

摘要： 为满足江苏省气象业务、科研单位对风云2系列静止卫星资料解码、订正、通道计算、数据存储、检索的需求,使用Visual c++程序设计语言开发了风云2静止气象卫星投影数据资料处理系统.从系统需求分析的角度出发,介绍了系统各个功能模块的设计与实现,重点介绍了系统开发中一些需要注意的要点和难点.系统操作简便,自动化程度高,实现了风云2系列静止卫星资料的自动预处理、计算、显示、数据库存储等工作,满足了各业务单位对静止卫星资料的使用需求.

摘要： 静止气象卫星跟踪模式分为手动跟踪、自动跟踪、程序跟踪三种.FY-2三点测距副站,主要采用使用步进跟踪技术的自动跟踪为主,手动跟踪为辅的跟踪模式.本文主要对步进跟踪技术在静止气象卫星三点测距副站自动跟踪系统中的应用进行分析,同时提出在运行时存在的一些问题及缺点,为以后方法的改进提供参考.

摘要： 利用静止气象卫星云图红外亮温数据和大气的温度层结曲线计算云顶高度.根据几何关系推导出观测云与真云位置偏差的计算公式,得到了中国大陆地区对流云的观测偏差一般可达到5～20km的结论.通过观测云经纬度和云顶高度计算真云经纬度,在此基础上进行了卫星云图几何校正实验,得到误差不超过2km的云图校正结果.通过校正前后云图与雷达图的对比,验证了校正方法的有效性.最后,计算分析了云顶高度估算误差所造成的云图校正误差.

摘要： 本发明涉及强对流天气预警技术领域，尤其涉及基于深度学习的静止轨道气象卫星雷达反射率因子反演方法，所述方法包括：根据随机森林的方法选取静止轨道气象卫星成像仪的敏感性通道；所述敏感性通道为与雷达反射率因子相关性强的通道；接收静止轨道气象卫星成像仪下传的敏感性通道数据，输入预先建立和训练好的雷达反射率因子反演模型，得到反演结果。本发明的方法为雷达未覆盖地区的灾害性天气提供基本的探测和诊断数据，可以较直观地了解雷达资料覆盖不完全的强对流系统和台风气旋强度分布的有益效果；可以缩短时间间隔，更利于监测快速发展的对流系统；并且具备更强的非线性重构的能力，反演精度更高。

摘要： 本申请公开静止气象卫星获得山火监测盲区的方法和装置，方法包括获得观测区域的DEM数据、观测点经纬度、静止气象卫星轨道高度和静止气象卫星轨道经纬度；根据DEM数据和静止气象卫星轨道高度计算坡度限制最小角θ，得到坡度限制范围为[θ,90°]；根据观测点经纬度和静止气象卫星轨道经纬度计算静止气象卫星与观测点之间的距离以及观测点和赤道之间的距离，得到坡向限制起始角β，得到坡向限制范围为[β,β+180°]；若观测像元的坡度角在坡度限制范围内，观测像元的坡向角在坡向限制范围内，且观测像元的高程值大于0，则判断观测像元为观测区域的山火监测盲区。本申请可实现观测区域的山火监测盲区提取，能够减少山火漏告警。

摘要： 本发明公开了一种基于静止气象卫星的火情监测方法及系统，涉及卫星监测技术领域。所述方法包括：获取卫星发送的标称图像数据；对所述标称图像数据中的像元进行逐个判识，并对所述标称图像数据中各像元的属性并标记，得到像元标记数据；根据像元标记数据，对标称图像数据中不同区域进行分类，得到分区图像数据；其中，分区图像数据中包括云区、水体、耀斑区、荒漠区、低温区、背景区和疑似高温区；根据背景区中红外通道和远红外通道的平均温度和标准差温度、疑似高温区中红外通道的温度和远红外通道的温度，判断疑似高温区是否为火点区，得到火点像元数据。本发明将标称图像数据按照像元逐个标记并分区，综合阈值判断去除干扰，能够更加精准且符合实际地识别出地表的火情信息。

摘要： 本发明公开了一种静止气象卫星成像仪视线与遥感图像的映射方法，将用转角坐标描述的成像仪视线映射到内部光路准直，不存在畸变和失配的静止气象卫星成像仪所成的成像仪图像坐标中，从而得到成像仪视线与图像的对应关系，完成成像仪转角坐标到成像仪图像坐标的映射关系的计算分析；所述的静止气象卫星成像仪安装在静止轨道三轴稳定卫星平台上，通过二维扫描机构的旋转运动来往复移动视线，实现对地球的成像覆盖。本发明可用于静止气象卫星地面应用系统的数据处理。

摘要： 本发明提供了一种基于静止气象卫星的草原火实时监控系统与预警方法，其包括检测装置、采集装置、交互装置、反馈装置和处理器，检测装置用于对现场的数据进行采集；采集装置用于接收气象卫星的图像，并对气象卫星的数据进行位置布局的监控；交互装置用于对现场进行数据的交互；反馈装置基于采集装置、交互装置和检测装置的数据进行反馈，并触发预警操作。本发明通过移动平台携带检测机构对火场进行检测，使得火场风向的变化能够对火势的蔓延的势头或延伸的方向进行监控，还建立在特定场景下的最佳阈值与结构相似度的关系模型，并采集检测位置的其他物理量对火势蔓延的路径或者趋势进行分析，提升整个系统对火场位置的精准的监控。

摘要： 本发明涉及一种基于静止气象卫星影像序列的云雾自动判识方法及系统，获取时间连续的静止气象卫星影像源数据；将静止气象卫星影像源数据按照时间顺序进行排列，得到时序影像数据，以及利用基于颜色的图片分割法提取静止气象卫星影像源数据中每一幅图片的云区和雾区，得到初始掩膜；利用Farneback光流法生成时序影像数据的光流图；根据光流图和初始掩膜计算每一个云区和雾区的像素点的平均光流，并确定云雾分类阈值；根据云雾分类阈值对静止气象卫星影像源数据的每个连通域进行云雾分类，得到云雾自动判识结果。本发明引入了云和雾随时间变化的不同运动属性，能够取得更准确的判识结果，有效提高云雾判识的准确率，同时具有较高的普适性。

摘要： 本发明公开了一种静止气象卫星与极轨气象卫星降水产品集成方法，该方法采用拉格朗日集成算法，利用静止气象卫星的红外观测信息计算的红外冷云移动矢量，为极轨气象卫星微波降水的发展提供约束条件，实现了静止气象卫星红外观测信息与极轨气象卫星微波降水的集成。静止气象卫星与极轨气象卫星的集成应用，能够充分发挥静止气象卫星与极轨气象卫星的各自优势。

摘要： 静止气象卫星火点判识系统及存储介质，属于气象卫星遥感技术与火情监测技术交叉领域。本发明是为了解决目前基于气象卫星的火点判识方法存在适用性差、准确率的问题。本发明所述系统首先基于极轨气象卫星数据，基于中红外通道挑选待监测高温像元，然后进行云检测、大气纠正、辐射校正、耀斑角滤除、常年高温滤除处理，然后利用火点判识依据对像元是否为火点进行判识。主要用于火点判识。

摘要： 本发明提供了一种静止气象卫星长线阵载荷扫描成像校正方法及系统，包括以下步骤：步骤S1：根据长线阵扫描成像载荷的成像原理进行光路建模，描述长线阵载荷扫描成像误差机理；步骤S2：推导长线阵扫描成像几何校正模型；步骤S3：基于几何校正模型实现逐像元扫描成像校正。本发明提出的成像校正方法，可有效补偿长线阵载荷的成像误差。

摘要： 本发明涉及一种静止气象卫星的水汽总量与分层水汽产品的生产方法，该生产方法包括：(1)变量、常量的定义及初始化，读取成像仪数据和辅助数据；(2)逐像元循环，逐大气层循环；(3)判断地表观测的大气温度和压强是否有效，并将大气温度和湿度廓线数据采样到新的大气层下，并且寻找地表气压层；(4)物理反演大气温度和湿度廓线；(5)根据湿度廓线计算分层水汽含量和大气层总水汽含量；(6)输出分层水汽含量和大气层总水汽含量结果。本发明可高频次的获取高空间分辨率的大面积覆盖的晴空区水汽总量以及低层、中层和高层的水汽量。其可以为天气预报、灾害天气预测、水循环、地气系统能量循环、气候变化研究等领域提供高频次、高精度的输入。