FY-3 satellite Ultraviolet Total Ozone Unit

FY-3 satellites are Chinese second-generation polar orbit meteorological satellite series. Ultraviolet Total Ozone Unit (TOU) is one of the main payloads on FY-3 satellite and the first instrument for daily global coverage of total ozone monitoring in China. The main purpose of TOU is to measure the Earth backscatter ultraviolet radiation for retrieving daily global map of atmospheric ozone. TOU will provide the important parameters for environmental monitoring, climate forecasting and global climate changi...     

The Polar Orbit Meteorological Satellite in China

1 IntroductionMeteorological satellite is a kind of application satellite ,whichis of great importance of economic and social benefit .Since American Tiros-1 satellite obtainthe first global imagesfromthe orbit , various countries have launched more than130 meteorological satellites , which are working day andnight sending back earth images of different regions andmeteorological data continuously.Toobservethe earthsurfaceand atmosphere has become very important meteorologicalobservation nowad…     

FY-3 SBUS数据和NOAA SBUV/2数据对比研究

FY-3 SBUS是我国第一个紫外臭氧垂直探测器,通过对SBUS数据和美国NOAA SBUV/2数据N值及臭氧垂直廓线对比,结果表明,SBUS臭氧垂直廓线相对于SBUV/2臭氧垂直廓线在大多数臭氧层具有较好的相对偏差,在±10%之间。在对比过程中,考虑了对比数据太阳天顶角匹配偏差、地理位置匹配偏差以及地表覆盖类型的影响。     

Analysis for retrieval and validation results of FY-3 Total Ozone Unit (TOU)

Retrieval experiment was made for global total column ozone using the first year measurements of Total Ozone Unit (TOU) on board the second generation polar orbiting meteorological satellite of China, FY-3/A. The retrieval results were analyzed and validated by comparison with AURA/OMI, Meteop/GOME-2 global ozone products and ground-based ozone measurement data. The qualititative comparisons over the globe especially over Antarctica and the Tibetan Plateau show that the spatial and temporal distribution characteristics are consistent with OMI and GOME-2 products. The quantitative comparisons with ground-based measurements and AURA/OMI ozone product were made over 74 stations, the TOU total ozone retrieval has a 3% rms relative error compared with AURA/OMI ozone product and 4.2% rms relative error with ground-based measurements. The maximum difference between satellite retrieval and ground-based measurements was found in the Antarctica ozone hole. The TOU global ozone product is operational and distributed to all users.     

基于FY-3A/MERSI中国区域地表类型识别研究*

基于风云三号卫星(FY3)搭载的中分辨率光谱成像仪(MERSI)可见光、近红外和热红外通道资料,利用支持向量机分类方法,对整个中国区域4个时段(2012年2月、2012年4月、2012年8月和2012年11月)地表类型进行识别,并进行分类精度验证。结果表明:4个时段分类结果的总体精度都保持在95%以上。可见,基于FY-3A/MERSI数据,利用支持向量机方法得到的分类结果精度非常高,符合实际情况,表明MERSI资料及本文研究方法在地表类型识别上具有其有效性。     

风云二号H星发射气象保障分析

在风云二号H星气象保障中,采用了欧洲中心数值细网格模式和中国气象局区域数值模式产品等新技术。结果表明:新的数值预报产品应用以及各类气象信息的综合分析应用是雨季气象保障的有利技术支撑。     

机器学习在遥感影像分类中的应用

 概述了机器学习的主要方法及其在遥感影像的主要应用方向,涵盖环境生态遥感中机器学习技术的研究、应用情况及近年来的新进展。通过使用深度学习对FY-3C气象卫星资料进行积雪检测的应用实例,说明深度学习模型可以利用大数据的优势不断提高检测精度,在某些指标中取得了更优于传统机器学习的精度,可解决传统机器学习难以解决的一些问题,从而带动遥感应用模式的创新。     

轨道根数对极轨气象卫星数据接收的影响

如果轨道根数不准确,由其计算出的地面数据接收站的天线程序控制跟踪数据就存在偏差,会导致天线不能准确跟踪过境卫星从而无法获取卫星数据.以风云三号数据接收为例,给出了轨道根数的计算方法,分析了由错误轨道根数导致的接收卫星数据失败的原因,从理论和实践上指出在极轨卫星数据接收中轨道根数的重要性.提出事先检验轨道根数,并纳入制定极轨卫星数据接收策略的必要性.     

Estimating the outgoing longwave radiation from the FY-3B satellite visible infrared radiometer Channel 5 radiance observations

Based on the infrared radiation transfer model, the outgoing longwave radiation (OLR) and Channel 5 radiance of Fengyun-3B (FY-3B) satellite visible infrared radiometer (VIRR) were simulated for 3812 global soundings. Using regression analysis of the simulations, an inverse model, which connected the flux equivalent brightness temperature with the channel brightness temperature, was derived. By applying the model to the FY-3B VIRR L1 data, the global OLR data at the time of the passing of the FY-3B were processed. The quality of the data was validated by comparing it with that of the NOAA-18 satellite’s advanced very high resolution radiometer (AVHRR). The validation results show root mean square errors in the range 10-13 W/M 2 when comparing the daily average OLR of the VIRR with that of the NOAA-18 AVHRR, and the correlation coefficients were in the range 0.97-0.98. The larger RMSE is mainly due to the different passing times of the two satellites for the specific locations on the Earth. An example of the OLR data and its preliminary applications are given.     

Monitoring of the 2011 spring low ozone events in the Arctic region

Data from FY-3B SBUS and NOAA SBUV/2 were used to monitor ozone levels in the Arctic region from March 1 to April 5, 2011. Results revealed a significant ozone depletion in the area, with total ozone levels between 200–250 DU. The ozone levels recorded were 100–200 DU below normal, and in some parts the levels were as low as 200 DU, indicating a mini ozone-hole. During the sampling period, the ozone depletion area underwent identifiable expansion and detraction, a rotation around the North Pole from the west to the east, and a longitudinal movement from the Pole, spreading to the mid latitudes. The effects of these rare low ozone events were not only felt in the Arctic, but also extended to densely populated areas between Europe and the middle of Russia. In this region, rapidly increasing levels of ultraviolet radiation were detected at the Earth’s surface. Given the significant risk that this poses to both the environment and people’s health, this occurrence has significant global implications.     

建筑物尺度的太阳能资源潜力估算模型研究

结合遥感定量反演方法与地理信息系统三维分析技术, 建立了城市建筑物尺度的太阳能资源潜力估算新方法和模型。运用平面投射法确定了建筑物阴影位置, 实现了阴影的实时模拟。利用局部坐标系和容斥原理计算了三维空间中的非阴影区面积。考虑光线与墙面之间的角度关系, 结合遥感反演得到的该建筑物所在位置的地表太阳直射辐照度, 计算该建筑物各侧面及顶面所能利用的太阳直射辐射功率, 进而求和得到观测时段内的累积太阳直射辐射能, 并采用不规则三角网显示该建筑物能接收到的能量资源的空间分布。选择乌鲁木齐市某建筑群对模型进行应用。结果表明, 该模型为建筑物尺度的太阳能资源规划及开发利用提供了一种有效的方法。     

基于VIRR逐日数据区域雪情监测方法研究

VIRR是FY-3卫星上搭载的遥感探测传感器之一.利用VIRR逐日数据进行区域雪情监测,首先对数据作辐射校正、几何校正等相应预处理,然后计算归一化积雪指数(NDSI),并结合通道2、9反射率设定综合阈值进行积雪信息提取,并可利用降雪周期内逐日积雪数据去云处理,实现地区连续降雪最大雪盖统计以便于分析雪情.根据区域地面站实测数据对监测结果进行精度分析验证.研究表明,利用VIRR资料能够有效提取积雪信息,反映地区积雪实情,可推进国产卫星在灾害预警系统中的应用.     

FY-3C VIRR和Terra MODIS NDVI产品在湘赣地区的一致性

卫星遥感是监测大范围植被动态变化最有效的手段。随着中国遥感技术的发展,国产风云卫星也逐渐应用于植被变化研究,但有关国产风云卫星刻画植被动态变化表现方面仍不明晰。比较了国产风云卫星(FY-3C VIRR)和美国Terra卫星(MODIS)的归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)产品在湖南省和江西省的时空一致性。结果表明：(1)两种卫星NDVI产品的空间分布与年、季、月的变化特征在湘赣地区有较好的一致性,江西省NDVI整体高于湖南省;(2)FY-3C和MODIS年均NDVI都呈现出2018年高于2017年和2019年的情况,基于MODIS的湘赣地区三年的年均NDVI(0.58)高出FY-3C(0.36)约60%;(3)FY-3C NDVI在各季节都整体低于MODIS NDVI,其中冬季差异最大,基于MODIS NDVI均值(0.42)约是FY-3C(0.21)的2倍,其余季节MODIS高出FY-3C约50%;(4)FY-3C NDVI与MODIS NDVI月变化趋势基本一致,二者年最大NDVI差异变化不大且较为稳定,年最小...     

风云气象卫星发展及其应用

 风云系列气象卫星是我国重要的空间基础设施,是气象现代化的重要标志。自1988年成功发射第1颗风云气象卫星以来,我国已成功发射了两代四型19颗风云系列气象卫星,目前8颗卫星在轨业务运行,已形成极轨和静止2个系列气象卫星的组网观测体系,实现了气象卫星系列化、业务化自主发展。风云气象卫星整体实力跻身国际先进行列,有力支撑了气象防灾减灾,为我国经济社会发展、“一带一路”建设等做出了重要贡献。介绍了我国风云气象卫星的发展历程,综述了卫星数据在数值天气预报、天气监测、气候和气候变化、生态环境灾害监测、农业遥感监测和“一带一路”服务等方面的研究和应用进展,展望了风云气象卫星的未来发展。     

2007年晋城市“7·29”致洪暴雨天气分析

从大气环流背景和物理量场诊断入手,结合FY-2C云图及其产品等探测资料,分析了晋城市“7·29”致洪暴雨的成因和特征,为今后预报致洪暴雨提供了依据。     

FY-3A/MWRI数据反演半干旱地区土壤湿度的研究

为了监测半干旱地区干旱化范围和干旱程度, 探讨了一种利用卫星微波遥感反演土壤湿度的方法。根据陆表和大气辐射传输模式模拟植被覆盖地表微波亮温和土壤湿度的关系, 建立土壤湿度的对数三次多项式的反演算法。利用中国气象卫星(FY-3A)搭载的微波成像仪(MWRI)的亮温资料,反演得到吉林通榆地区农田和草地的土壤湿度, 并与地面实测结果进行对比, 其均方根误差农田为0.003 cm³/cm³, 草地为0.005 cm³/cm³, 反演精度较高。本方法可以应用于可以获得更多资料的FY-3B卫星, 结合改进的辐射传输模式获取不同地表类型的辐射特征, 期望未来可进行区域试验的反演研究。     

气象卫星遥感陆表温度产品在公路路面温度监测中的应用

 使用FY-2G和Himawari-8卫星反演陆表温度产品,以天津境内津蓟高速和山西境内京昆高速有交通站观测的路段为试验对象,开展了卫星反演陆表温度产品在公路路面温度监测中的适用性及应用方法研究。卫星遥感陆表温度能够较好地反映出公路路面温度的日变化特征和逐日变化趋势,两者之间具有较好的相关性。使用线性回归方法,建立了卫星陆表温度的订正模型,并对实时卫星陆表温度产品进行滚动订正,大大降低了卫星反演陆表温度与实际路面温度之间的偏差。夏季时段平均绝对偏差由订正前的6.98℃降低至2.57℃,冬季时段由订正前的3.84℃降低至1.62℃。该方法在2017年5月18日京津冀周边地区一次高温过程路面温度的监测分析中具有较好的应用效果。     

FY-3卫星微波湿度计天线与接收机单元的谐响应分析

利用大型有限元分析软件ANSYS建立FY 3卫星微波湿度计天线与接收机单元的有限元模型, 通过在x,y,z3个方向上分别施加基础正弦激励, 获得有限元模型在不同加载方式下的响应. 通过提取各监测点的位移响应, 得出了结构在正弦激励试验下是合格的结论.     

Multi-Layer Forecast Project of Rain-Induced Debris Flow

Based on four kinds of methods--numerical weather prediction model, cloud image of stationary meteorological satellite, echo image of meteorological radar and telemetric rain gauge, multi space-time scale precipitation prediction products have been achieved, and muhidayer project of debris flow forecast is established with different space-time scale to get different forecast precision. The forecast system has the advantages in combination of regions and ravines, rational compounding of time and space scale. The project, which has debris flow forecast models of Sichuan province, Liangshan district and single ravine, can forecast debris flow in 3 layers and meets the demand of hazard mitigation in corresponding layer.     

基于实地核查的气象卫星森林火情监测真实性检验

随着卫星平台的高速发展和监测技术的日趋完善,气象卫星凭借高频次和高时效特点在森林火情监测方面具有独特优势。研究简要介绍了气象卫星森林火情监测原理,提出了卫星监测缓冲区半径人工核查法,对极轨气象卫星(polar-orbiting meteorological satellite)上下文法(contextual)和静止气象卫星(geostationary meteorological satellite)时序法(temporal sequence method)计算得出的林火监测结果进行真实性检验。结果显示,极轨与静止气象卫星结合的森林火情监测方法的真实火点率达81.03%,具有较高的时空稳定性;湖南省真实火点分布具有明显的时空分布集聚特征,湖南南部五地级市监测得到的真实火点占全省真实火点的76.60%,“林火较高发期”监测真实火点占全部真实火点的81.96%;静止气象卫星首次监测到的真实火点占全部真实火点数的96.28%,FY4A国产静止气象卫星在森林火情监测中体现了明显高精度优势。研究表明,卫星监测实地核查为森林火情真实性检验工作提供了重要的核验数据,填补了国内大尺度长时序森林火情监测...