[发明专利]一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法

说明书

本发明公开了一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法，首先利用多天可见光数据合成晴空底图，利用反射率差异，阈值法去除晴空地表；归一化雪指数法去除雪和不透明冰云；对去除晴空地表、雪和不透明冰云的前后时序影像做比值，固定阈值去除影像中运动的及类型变化较大的云；结合红外波段亮度温度的差异，阈值法进一步去除影像中的冰云、薄卷云和水云；最后利用多天红外数据合成晴空底图，阈值法去除影像中的低层云。本发明是当前具有高时间分辨率的静止卫星数据的条件下的一种可准确、高效快速实现白天雾提取的方法。

技术领域

本发明涉及环境监测与气象预报领域，特别涉及一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法。

背景技术

雾是一种灾害性天气现象，它会降低能见度、恶化空气质量，对交通安全尤其是航海、航空和高速公路运输等方面有较严重影响。随着卫星遥感技术的快速发展，相对传统雾检测，遥感技术雾检测具有明显的优势，主要体现在数据更新快、时效性高、检测范围大和技术成本低等方面。基于遥感技术雾检测主要使用极轨卫星数据(如TERRA/MODIS、NOAA/AVHRR)，极轨卫星数据具有光谱信息丰富的特点，但过境时间(白天上午10:30、白天下午2:30、晚上22：30和凌晨2：30)与雾生成期有一定的延迟，时间分辨率(一天获取2- 4幅数据)较低，难以满足雾检测近实时快速响应的要求。静止卫星时间分辨率高，可对研究区域连续观测，尤其是生命周期短、变化快的雾,但以往的静止卫星(GMS-5、Meteosat 8和MTSAT-1R等)空间分辨率和光谱分辨率较低，难以进行雾的精准检测。日本新一代静止气象卫星葵花8号(Himawari-8,简称 H8)主载荷(AHI)具有全盘和区域扫描能力，能在10分钟内完成全盘扫描，成像仪通道从0.46μm-13.3μm共16个通道，空间分辨率最高达500m，相比于早期静止卫星，其时间分辨率(10分钟)，光谱分辨率(16个通道)和空间分辨率(500m)均有较大提高。H8/AHI数据为雾变化检测提供了一个良好的数据源^【1】,同时也对雾近实时快速提取技术提出了更高的要求。

由于受到遥感数据时间分辨率、资金、设备等因素的影响，纵观国内外雾检测研究现状，雾近实时准确快速提取仍有一定困难。相比以往静止气象卫星， H8/AHI数据独特的特性为雾近实时快速提取提供了良好的数据源，因此发明一种基于H8/AHI的白天雾检测算法减少因雾造成的财产和生命损失是十分必要和迫切的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于 H8/AHI的白天雾快速提取的方法，能快速、准确地检测白天雾，减少因雾造成的财产和生命损失。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：步骤1：利用多天可见光数据合成晴空底图I_R，利用反射率差异，阈值法去除晴空地表，获取去除地表后的影像I_SCF；

步骤2：归一化雪指数法去除影像ISCF中的雪和不透明冰云，获取去除后的影像ICF；

步骤3：去除影像I_CF中纹理复杂且快速运动的云，获取雾检测影像I_ITWCF；

步骤4：去除影像I_ITWCF中冰云和薄卷云，获取去除后影像I_WCF；

步骤5：去除影像I_WCF中水云，获取去除后影像I_C2F；

步骤6：利用多天红外数据合成晴空底图I_BT，阈值去除影像I_C2F中的低层云,获取卫星雾检测结果I_F；

所述的利用多天可见光数据合成晴空底图I_R，阈值法去除晴空地表，获取去除地表后的影像I_SCF，包括以下步骤：