[发明专利]星地云融合重构三维云体的方法、装置、电子设备及介质

权利要求书

1.一种星地云融合重构三维云体的方法，其特征在于，包括：

获取至少三部云雷达的地基云观测数据，其中，所述至少三部云雷达以预设站距进行组网；

基于获取的所述地基云观测数据，得到每部云雷达安装点垂直顶空的云顶高度、云底高度、反射率因子廓线和径向速度廓线；

获取静止轨道气象卫星的多通道扫描成像辐射计数据和云检测产品数据；

将所述地基云观测数据、所述多通道扫描成像辐射计数据和所述云检测产品数据进行时空匹配，得到星地匹配数据；

基于所述星地匹配数据实现卫星在每部云雷达安装点周边预设区域的云顶高度反演，得到各云雷达安装点周边预设区域的云顶高度，进一步得到云雷达组网区域的云顶高度；

将各云雷达的云底高度插值得到云雷达组网区域的云底高度；

将所述云雷达组网区域的云底高度与云顶高度匹配得到三维云体边界；

基于所述云雷达反射率因子廓线和径向速度廓线，在每个垂直高度层上进行面上插值以对所述三维云体进行填充，得到重构的三维云体，其中，所述每个垂直高度层的高度由所述云雷达的垂直距离分辨率确定。

2.根据权利要求1所述的方法，所述基于获取的所述地基云观测数据，得到每部云雷达安装点垂直顶空的云顶高度、云底高度、反射率因子廓线和径向速度廓线，包括：

获取所述地基云观测数据中的云雷达功率谱数据；

根据所述功率谱数据中峰体的位置、宽度和幅度得到功率谱主峰，根据所述功率谱主峰得到反射率因子和径向速度；

获取每个垂直高度层上的功率谱数据，根据所述每个垂直高度层上的功率谱数据得到垂直方向的反射率因子廓线和径向速度廓线；

根据所述反射率因子廓线和径向速度廓线得到垂直方向上的云顶高度和云底高度。

3.根据权利要求1所述的方法，所述将所述地基云观测数据、所述多通道扫描成像辐射计数据和所述云检测产品数据进行时空匹配，得到星地匹配数据，包括：

以卫星观测时次前后M分钟作为地基云观测数据时间窗；

基于所述云检测产品数据确定所述时间窗内无云时间占比；

当所述时间窗内无云时间占比小于第一预设阈值时，根据云雷达安装点的位置信息，查找卫星与之最为接近的像元点进行匹配，得到空间匹配数据；

在所述时间窗内对所述云雷达的云顶高度和云底高度分别进行归一化处理，再将归一化处理后的数据与所述空间匹配数据进行匹配，得到所述星地匹配数据，其中，M为正整数。

4.根据权利要求3所述的方法，所述基于所述星地匹配数据实现卫星在每部云雷达安装点周边预设区域的云顶高度反演，得到各云雷达安装点预设区域的云顶高度，包括：

对所述时间窗内云雷达的云顶高度进行归一化处理，得到匹配像元点的归一化云顶高度H_a；

获取匹配像元点的多通道扫描成像辐射计数据中的热红外通道数据Z_a；

基于公式得到云雷达在所述时间窗对应的观测时次的星地云融合因子

基于公式得到卫星在所述观测时次所述云雷达安装点周边其它像元的云顶高度H_ij，其中，i和j为卫星其它像元点所在位置的行数和列数；

基于卫星在所述观测时次所有云雷达安装点周边像元的云顶高度，得到所述各云雷达安装点预设区域的云顶高度；

其中，所述预设区域为以云雷达安装点为中心，第一预设距离为半径的圆形区域。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述将所述各云雷达安装点预设区域的云顶高度组合得到云雷达组网区域的云顶高度，包括：

当所述各云雷达安装点预设区域存在重叠时，确定构成重叠的各云雷达安装点预设区域的云顶高度的均值为所述重叠区域的云顶高度。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，在云雷达的垂直观测方向上存在多层云时，基于厚度大于第二预设阈值的最顶层云的观测数据，确定该云雷达安装点垂直顶空的云顶高度、云底高度、反射率因子廓线和径向速度廓线。

7.根据权利要求1所述的方法，所述插值是指以卫星空间分辨率为格点进行的插值。