基于高分五号卫星上GMI温室气体探测仪的云快速识别方法

本发明属于云遥感领域，具体的说是一种基于高分五号卫星上gmi温室气体探测仪的云快速识别方法。

背景技术：

1、国内外现有的云识别方法主要有阈值法、统计学方法和辐射传输法三类。阈值法操作简单、易于实现、精度也较高，然而，所设定的阈值会因太阳高度角和季节的变化而有所不同，且检测结果易受地理位置的影响。统计学方法主要通过样本数据建立计算云的反射率或亮温的模拟公式，或者将云和下垫面通过非监督聚类方法进行划分来识别云像元，受到时空因素的限制，统计方法受样本因素影响大，而且不利于被移植。辐射传输法由于自身的有效性和精确性可能会影响方法的精度。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于高分五号卫星上gmi温室气体探测仪的云快速识别方法，以期能快速地从卫星数据中识别云像元，并能减少云识别时间，又能提高识别精度，从而能解决短波近红外卫星温室气体遥感反演过程中云散射的问题。

2、本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

3、本发明一种基于高分五号卫星上gmi温室气体探测仪的云快速识别方法的特点在于，包括以下步骤：

4、步骤1.利用大气辐射传输模型在gmi温室气体探测仪的氧气吸收通道a的范围下，分别模拟大气中无散射因子时，高分五号卫星在大气顶部的不同观测几何角度下接收的辐射亮度数据集d1、模拟大气中有不同类型的气溶胶因子时，高分五号卫星在大气顶部的不同观测几何角度下接收的辐射亮度数据集d2、模拟大气中有不同类型云存在时，高分五号卫星在大气顶部的不同观测几何角度下接收的辐射亮度数据集d3；并将任意一个辐射亮度数据集记为第s个辐射亮度数据ds，s＝1,2,3；

5、步骤2.根据第s个辐射亮度数据集ds，以氧气强吸收波段的波长为横轴，以辐射亮度为纵轴，构建第s个光谱图；

6、分析第s个光谱图在氧气强吸收波段上的光谱形状差异，并计算第s个辐射亮度数据ds的谱线标准差σs和均值ms；

7、步骤3.利用最小二乘法对每个谱线标准差和均值组成的数据对{(σs,ms)|s＝1,2,3}进行线性拟合，得到线性回归方程；

8、步骤4.建立谱线标准差σs和均值ms组成数据的特征空间二维坐标系，并从中获取所有标准差和均值拟合后对应的临界标准差和临界均值后，带入线性回归方程中，计算得到均值的阈值fm和标准差的阈值fσ；

9、步骤5.获取高分五号卫星的gmi温室气体探测仪在氧气吸收通道a的实际观测点辐射亮度数据，并计算在强氧气吸收波段内所述实际观测辐射亮度数据的标准差σnow和均值mnow，若σnow>fσ或mnow>fm，则表示实际观测点有云存在，否则，表示实际观测点无云。

10、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述云快速识别方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

11、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述云快速识别方法的步骤。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

13、1、本发明利用氧气强吸收波段的光谱吸收特性，计算模拟数据的统计参数，将有云和无云的光谱形状进行区分，从而保证了云识别精度。

14、2、本发明利用大气辐射传输模型得到不同观测几何下的模拟数据，解决了太阳高度角及地表类型变化的问题，构建二维特征参数坐标系，对模拟数据进行线性拟合，结合了阈值法和辐射传输法两种方法的优点，从而保证了结果的准确性，提高了云识别精度。

技术特征：

1.一种基于高分五号卫星上gmi温室气体探测仪的云快速识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述云快速识别方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

3.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述云快速识别方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于高分五号卫星上GMI温室气体探测仪的云快速识别方法，包括：利用大气辐射传输模型在高分五号卫星氧气吸收通道模拟卫星观测下无云和有云的辐射亮度数据，计算数据的标准差和均值；构建统计参数坐标系并对数据进行线性拟合，计算得到无云和有云的判断阈值；获取高分五号卫星实测数据并计算标准差和均值，判断与阈值的大小关系，确定是否有云存在。本发明能快速地从卫星数据中识别云的存在，从而能解决短波近红外卫星温室气体遥感反演过程中云散射的问题。

技术研发人员：邹铭敏,丁文乔,刘天奇,程泳萍,陈子郑
受保护的技术使用者：安徽大学绿色产业创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5