[发明专利]一种基于地基云图的云底高度反演方法

权利要求书

1.一种基于地基云图的云底高度反演方法，其特征在于，该方法包括：

(1)选点部署两台全天空成像仪，设置两者的视场角不大于130°，并使两者同步观测且观测到的地基云图具有重叠区域；

(2)获取两者同步观测到的地基云图，并对这两张地基云图进行图像匹配，选出两者差异最小的重叠区域；

(3)针对匹配选出重叠区域中的云团，利用几何关系对其云底高度进行反演，得到反演结果；

所述步骤(3)包括：

记d_t为两台全天空成像仪TSI1和TSI2之间的距离，θ₁、θ₂分别为云底任一点P反射到TSI1和TSI2上对应的天顶角，γ₁、γ₂分别为点P在TSI1和TSI2成像范围内的方位角，r_S1、r_S2分别为点P到TSI1和TSI2成像范围中心的径向距离，r_I1、r_I2分别为点P到图像I和图像II中心的径向距离；

记点P在图像I和图像II中的坐标分别为(P_x1,P_y1)、(P_x2,P_y2)，图像中心的坐标为其中，M、N分别为图像的高和宽，则：

(31)根据以下公式分别计算出θ₁、θ₂，γ₁、γ₂：

θ₁＝r_I1/R_I

θ₂＝r_I2/R_I

(32)根据以下公式分别计算出r_S1、r_S2：

(33)根据以下公式计算出云底高度H：

2.如权利要求1所述的反演方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

(21)对两张地基云图进行二值化的云团识别操作，分别得到相应的二值化图像；

(22)先使两张图像完全重合，两张图像的中心点距离d_I等于零，然后固定图像I，将图像II沿水平方向移动δ个像素，按以下公式计算ε⁽¹⁾；继续将图像II向前移动δ个像素，依次移动k次，每次计算出相应的ε^(k)，直到两张图像的中心点距离d_I等于2R_I，得到一个ε^(k)集合；

其中，N_lap是云图重叠公共区域的像素点数，I₁(i)是图像I在重叠区域第i个像素点处的亮度值，I₂(i)是图像II在重叠区域第i个像素点处的亮度值，R_I为图像半径；

(23)在ε^(k)集合中选出数值最小的值，并将该值对应的两张图像重叠区域之间的差异视为最小。