一种基于modis数据的大气相对湿度估算方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法，能够应用在气象监测、雾霾检测等遥感应用部门。该方法包括：1)提取待研究日的MODIS产品MOD05数据中17、18、19通道上大气可降水量数据，提取待研究日的MODIS产品MOD07中的地表温度数据；2)利用大气辐射传输模拟软件MODTRAN4计算得出分别对应于MODIS的17、18、19通道的大气透过率；3)将完成预处理操作后的MOD05数据中17、18、19通道上的大气可降水量加权平均作为待研究日的平均大气可降水量，其中每个通道上大气可降水量的权重由上一步中的大气透过率决定；4)分别计算出地面实际水汽压值和地面饱和水汽压值，根据公式得出大气相对湿度。
【专利说明】—种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大气遥感领域，尤其是涉及一种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法。
【背景技术】
[0002]伴随着工业、交通和城市化的迅猛发展，大气中的颗粒物含量增多，我国东部广大地区遭遇严重的大气污染，先后多次持续多日的大范围雾霾天气。雾霾天气是一种重要的城市气象灾害，除了低能见度对交通运输、工农业生产具有严重的危害外，还由于其复杂的化学成分和沉降过程给人体健康和生态环境带来多重不利的影响。近年来，雾霾监测技术、形成机理、数值预报技术以及对雾霾的预警技术已成为亟需解决的问题。
[0003]雾与霾天气的判定一般可以根据能见度与相对湿度来进行区分，根据中国气象局2010年发布的《霾的观测与预报等级》(QX\T113-2010)中规定，能见度小于10km，相对湿度小于80%时天气判别为霾，相对湿度80%?95%时为雾霾。由此可见，相对湿度在雾霾判定方面有着及其重要的意义。
[0004]MODIS是搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器,拥有36个波段,光谱范围广，跨度从0.4um?14.4um。其飞行与太阳同步，每天同一区域至少获得两幅图像。MODIS产品数据面向全球免费使用，能简便、快捷的用于大气校正、气溶胶反演以及其他相关遥感研究。当前利用MODIS产品数据估算大气相关参数的方法已经得到越来越广泛的研究。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法，通过MODIS数据建立数学模型来分别确定地面实际水汽压值与地面饱和水汽压值，根据相关公式得出相对湿度的值。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下步骤:
[0007]I)提取待研究日的MODIS产品M0D05数据中17、18、19通道上大气可降水量数据，提取待研究日的MODIS产品M0D07中的地表温度数据，对所提取数据进行图像校正、去除异常值的预处理操作；
[0008]2)利用大气辐射传输模拟软件M0DTRAN4计算得出分别对应于MODIS的17、18、19通道的大气透过率。具体为:将MODIS影像所在地区的大气剖面模式、大气路径、辐射模式、散射模式作为M0DTRAN4软件的输入参数，将MODIS传感器的位置参数(角度和高度)作为M0DTRAN4软件的输入参数，计算大气在890nm波段(对应于MODIS数据的17通道)，带宽为1nm的大气透过率P 1；计算大气在930nm波段(对应于MODIS数据的18通道)，带宽为1nm的大气透过率P 2，计算大气在915nm波段(对应于MODIS数据的19通道)，带宽为1nm的大气透过率P 30
[0009]3)设完成预处理操作后的M0D05数据中17、18、19通道上的大气可降水量分别为W17, W18, W19,将w17、w18、W19加权平均作为待研究日的平均大气可降水量，其中每个通道上大气可降水量的权重由上一步中的大气透过率决定；具体为
【权利要求】
1.一种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法，其特征在于包含以下步骤: 1)提取待研究日的MODIS产品M0D05数据中17、18、19通道上大气可降水量数据，提取待研究日的MODIS产品M0D07中的地表温度数据，对所提取数据进行图像校正、去除异常值的预处理操作； 2)利用大气辐射传输模拟软件M0DTRAN4计算得出分别对应于MODIS的17、18、19通道的大气透过率。具体为:将MODIS影像所在地区的大气剖面模式、大气路径、辐射模式、散射模式作为M0DTRAN4软件的输入参数，将MODIS传感器的位置参数(角度和高度)作为M0DTRAN4软件的输入参数，计算大气在890nm波段(对应于MODIS数据的17通道)，带宽为1nm的大气透过率P 1；计算大气在930nm波段(对应于MODIS数据的18通道)，带宽为1nm的大气透过率P2，计算大气在915nm波段(对应于MODIS数据的19通道)，带宽为1nm的大气透过率P 30 3)设完成预处理操作后的M0D05数据中17、18、19通道上的大气可降水量分别为W17, W18, W19,将w17、w18、W19加权平均作为待研究日的平均大气可降水量，其中每个通道上大气可降水量的权重由上一步中的大气透过率决定；具体为
2.根据权利要求1所述的一种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法，其特征在于:所述的步骤3)中W17为M0D05数据预处理之后17通道上的大气可降水量数据的平均值，含terra卫星数据和aqua卫星数据；w18为M0D05数据预处理之后18通道上的大气可降水量数据的平均值，含terra卫星数据和aqua卫星数据；w19为M0D05数据预处理之后19通道上的大气可降水量数据的平均值，含terra卫星数据和aqua卫星数据。
3.根据权利要求书I所述的一种基于MODIS数据的大气相对湿度估算方法，其特征在于:所述的步骤5)中使用的M0D07地表温度数据为待研究日经过预处理后的所有地表温度数据的平均值，含terra卫星数据和aqua卫星数据。
【文档编号】G06F17/50GK104036086SQ201410279438
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】范娇 申请人:杭州电子科技大学