风云二号卫星云图月亮干扰的分析

通过对风云二号卫星云图成像原理分析,找到卫星云图出现亮带的机理,并对亮带进行分析,得到形成亮带的可能原因为月亮干扰直流恢复,并计算卫星和月亮相对位置关系,证明了分析的正确性.     

风云二号E星辐射制冷器夏季稳定工作

[上海技术物理研究所]风云二号气象卫星辐射制冷器开口对着北方。每年约有半年时问受到太阳光直接照射的影响，夏至时最甚。国外地球同步轨道遥感卫星带辐冷器仪器一般一年约3个月工作在100K左右。为了不照到太阳光，采取卫星每年两次调头的办法，对卫星控制系统提出更高要求。解决太阳光直接照射的影响，是国内外辐冷器研制者长期为之奋斗的目标。风云二号C、D星做到第一年夏季在100K工作分别只有51天和42天，其它季节在93K工作，100K工作时间已经很短。夏季正是我国汛期，为提高汛期卫星云图的探测灵敏度，希望红外探测器在93K工作。     

卫星云图在短期降水预报中的应用

下文将介绍静止卫星云图在巴州短期预报中的应用，从卫星云图的图像处理，数据处理及统计分析等多种方法入手，为短期降水预报提供更多更形象的产品。     

我国成功发射“风云二号”06星

2008年12月23日8时54分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功将“风云二号”06星送入预定轨道。“风云二号”06星是由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院为主研制,可全天候对地球进行连续气象监视,获取地球空间环境白天可见光云图,昼夜红外云图和水汽分布图;     

基于数字地球的三维云图实现技术

以风云二号气象卫星的红外云图数据为基础,根据实时的红外云图,在数字地球上实现云图的三维显示,实时动态模拟我国上空的云图变化情况.通过二维云图的灰度信息,得出其高度值,与提取的经纬度值一起,经过坐标转换,得到三维空间坐标信息,再采用OGS三维渲染技术,实现云图的三维显示.与以往云图的三维显示技术相比,采用的方法更加简单高效.在实际应用中,该方法能够实时获取和展示三维立体云效果,并且加以时间驱动可以实现云图的动画播放,对于气象部门有着很高的应用价值.     

基于3D卷积和自注意力机制的卫星云图预测研究

卫星云图是气象预报的重要资源之一,可以显示云层的生消变化,对气象分析和预报工作有极大的作用.对云图进行一定时间段的预测有助于及时掌握云层的移动轨迹和变化情况,提高卫星云图资料的实用性.然而,当前卫星云图的预测面临诸多困难,例如,云团的变化大多是非平稳、非线性的;云图数据量小,实时性差等.因此,从时空序列的角度出发,提出一种基于3D卷积和自注意力机制的卫星云图预测模型,该模型在ST-LSTM (Spatiotemporal Long ShortTerm Memory)的基础上,在其单元内部引入3D卷积和自注意力机制,使模型能同时提取时间信息和空间特征,进一步增强云层短期趋势和长期依赖的联系;同时,在其外部框架使用空间和通道注意力机制,促进对云图空间特征的提取.在风云四号的卫星云图上进行评估,实验结果证明,该模型能够较准确地预测云层的形态变化和运动轨迹,各项评价指标均优于现有模型.     

基于空间的卫星云图三维可视化仿真技术研究

卫星云图描绘了云团的具体形态和空间位置,对于理解大范围天气变化具有重要意义.卫星云图的三维可视化一直是卫星云图信息化处理的研究重点之一,本文分析了卫星云图三维化的基本原理、卫星云图的投影变换和三维数据源的获取方法,采用OpenGL和VR技术两种三维可视化方法实现了卫星云图的空间立体特征,其中基于DEM模型文件的虚拟现实可视化方法对于进一步的真实环境场可视化具有深远的现实意义,将是未来研究的重点.     

山西中部的一次区域性暴雨天气分析

针对2009年8月20—21日发生在山西省中部的一次区域性暴雨天气,运用地面和高空常规观测资料,结合卫星云图以及micaps提供的数值预报产品,对造成此次暴雨天气的环流形势、影响系统、物理量场演变以及卫星云图特征进行了综合分析,为此类天气过程的预报提供了一些参考。     

利用黄山地区地基观测对FY-2E云分类的检验和验证

利用2011年6~8月黄山及周边地区的地基观测云状结果与风云二号E(FY-2E)静止卫星云分类产品,分析了二者的匹配情况。结果表明:地面观测结果为晴空陆地、层积云/高积云、雨层云/高层云、密卷云、卷层云和积雨云时,卫星产品的匹配率分别为94.05%、45.92%、20.33%、3.01%、0%和0%;FY-2E静止卫星容易将积雨云识别成卷层云,密卷云或层积云/高积云产品,而易将大部分的雨层云识别成卷层云,密卷云和层积云/高积云产品;若天空为双层云并且中云为高积云时,那么"低云-高积云-无高云"天空条件时的高积云匹配率要高于"无低云-高积云-高云";而当中云为高积云,同时存在低云和高云时,那么"层积云-高积云-高云"天空条件时的层积云/高积云产品匹配率要高于"非层积云(积云或积雨云)-高积云-高云";其次,虽然地基观测结果中包含大量积云时刻,但卫星云分类产品中不包含积云产品。     

科技事件

卫星为抗震救灾提供支援5月15日,国家卫星气象中心提前启动"风云二号"气象卫星加密监测模式,为汶川大地震灾区气象台站抗震救灾提供支援。中国科学院上海技术物理研究所"风云二号"研制组受命每天加强对两星扫描辐射计的在轨运行监测。     

静止卫星云图的云位置偏差及其几何校正

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, 得到中国大陆地区对流云的观测偏差一般为5~20 km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2 km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, 分析了云顶高度估算误差所造成的云图校正误差。     

多时段不同定位精度的无人机影像点云的对比分析

利用两个不同地形特征的实验区(平地和山地),使用大疆精灵4 RTK设计实施多种无人机影像采集和处理方案(3个时段、使用或关闭集成的RTK功能、数据处理时是否引入地面控制点),两个区域共采集12个架次的无人机影像,生成24个不同类别的影像点云模型.比较、验证不同条件下无人机影像点云模型的精度,评价不同方案的精度差异.结果显示,无人机能在一定程度上仅凭借集成的RTK功能实现免像控采集高精度数据,但仍然建议同时使用RTK模块采集数据,并引入少量地面控制点进行数据处理,此时获取的数据精度最好;中午时段的影像数据质量最佳,成果精度最高,两个实验区中午时段垂直方向最小平均差可达0.01～0.02 m,其他时段结果次之;地表特征对影像点云模型精度也有影响,地势平坦、地表特征丰富有利于模型重建,提高模型质量.     

基于PCNN的RLNSW-NSCT卫星云图融合算法研究

提出了一种基于PCNN的RLNSW-NSCT卫星云图融合新方法。首先采用基于冗余提升不可分离小波的NSCT变换对卫星云图进行变换。对带通方向子带系数的融合设计了基于PCNN的融合规则,而低通子带系数的融合则采用基于图像区域信息熵的系数加权融合规则。为验证算法的有效性,对不同多尺度变换算法和不同融合规则分别进行了融合实验。结果表明该方法在较多地保留云图红外信息的同时,具有更好图像细节表达能力,融合云图的云层特征更为分明。     

飞行对抗场景中云红外图像仿真研究

云背景对各种红外探测系统的探测识别能力有很大影响。为了更好的研究云背景对红外探测系统的影响,需要建立准确、形象、直观的探测器观察到的云背景红外辐射模型,生成相应的云红外图像。利用分形云插值计算方法和高斯一维随机插值算法,建立云的运动模型和光照模型,利用云层浓度跟高度的关系建立云层模型,实现了对云层形象、直观、准确的仿真。研究结果对红外制导武器在有云飞行对抗过程中的抗干扰评估具有一定参考价值。     

TM影像解译中去除云层及其阴影方法研究

目的对TM（Thematic Mapper，专题制图仪）影像上的云层及其阴影进行处理以识别被覆盖的地物。方法在遥感图像处理软件ERDAS的支持下，综合运用该软件提供的多种图像处理方法，分别进行去除云层及其阴影试验。结果利用空间卷积运算、傅立叶变换、傅立叶图像编辑、傅立叶逆变换组合和缨帽变换的方法有效地去掉了试验区图像上的云层；利用去霾处理和主成分分析方法按一定顺序组合将有效地去除云层的阴影。结论该方法及其思想不仅可用于去除云层和阴影对遥感图像质量的影响，而且也可用于其他图像处理中，如影像的割补、分类后处理等。     

台风云系的数值模拟

利用高分辨率中尺度数值模式输出的大气中云水、冰水、雨水、雪水成功地模拟出1997年登陆台风Winnie的云系结构。模拟云图与气象卫星实际观测的台风云图非常相似。由于模拟云图可以给出大气中不同形态水物质的三维空间分布,弥补了卫星只能观测云顶表面的不足。模拟云图揭示出了台风云系中的中尺度云带以及台风Winnie登陆后从热带气旋变性为温带气旋过程中云系结构的变化。     

GMS卫星红外云图云迹风的反演

GMS静止气象卫星探测所得到的红外云图资料,用计算机图象识别技术来反演云迹风。将整幅云图划分为若干个象素点数为32×32的小块,对每个小块进行目标物的分类运算。应用模式识别中区域聚类法即最近邻简单试探法和K-均值聚类算法来完成高云、中云、低云和地表的区分。云迹风的计算采用红外亮温交叉相关法,在设定的搜索区内通过计算相邻两个时次云图目标区与搜索区的红外亮温交叉相关系数,可以得到一个交叉相关系数匹配面。对匹配面上的主极大峰值和次极大峰值应用匹配面检测和连续性检测选出合适的峰值,进而得到云迹风矢量。云迹风的高度推算用选定目标云的红外亮温加权平均值与该季节气候统计温度垂直分布值相比较,推算出目标云为高云、中云或低云。     

基于图像分割的云层测速方法

为了解决塔式太阳能电站镜场上空的云层遮挡问题,提出一种对镜场上空移动云层进行预测的测速方法。首先利用固定摄像机对云层图像进行采集,然后提取不同帧数的图像,并进行伽马变换、遗传算法图像分割、云层目标检测、运动云层匹配等处理,最后根据匹配得到的像素坐标计算云层的移动速度和方向。实验测试结果表明:与光流法的数据进行比较,显示图像分割方法计算量少,位置预测误差小。可见运用图像分割方法进行云测速是可行的,为塔式太阳能电站的云监测中云遮挡预判提供理论依据。     

基于语义分割深度学习的地基云图分割方法

随着深度学习技术的迅速发展,更复杂更先进的语义分割深度学习模型在地基云图检测分割任务中得到广泛研究和应用。首先开创性地对新发布的地基云图数据集进行整理概括;然后阐述了基于深度学习语义分割模型在地基云图分割方面的研究进展,详细地介绍了典型的语义分割网络模型;接着选取了部分优秀性能的语义分割模型在标准的数据集上训练和验证,系统性评估其在地基云图分割的性能,验证了语义分割模型在地基云图分割领域的适用性;最后提出对基于语义分割的自适应地基云图像素级分割研究的总结和展望。     

应用分形理论和光线投射算法的卫星云图模拟技术

卫星云图模拟是气象卫星成像仿真所研究的核心问题,针对快速生成效果逼真的卫星云图的要求,以分形理论为基础,设计了一种基于随机中点位移算法的云体数据生成模型,并采用光线投射算法将产生的三维云体数据绘制于二维平面图像上,实现了卫星云图的模拟,得到了比较满意的结果.