[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

说明书

本公开实施例公开了一种星地云融合重构三维云体的方法、装置、电子设备及介质，所述星地云融合重构三维云体的方法包括：获取至少三部云雷达的地基云观测数据；获取静止轨道气象卫星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，得到云雷达组网区域的云顶高度；基于所述地基云观测数据得到云雷达组网区域的云底高度；基于所述云顶高度和云底高度得到三维云体边界；基于所述地基云观测数据中的反射率因子廓线和径向速度廓线得到重构的三维云体。

技术领域

本公开涉及大气探测和大气遥感领域，具体涉及一种星地云融合重构三维云体的方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

云观测资料的获取，一种途径是通过气象卫星的大面积遥感观测，特别是静止轨道气象卫星与地球之间相对位置保持不变，能够实现对地同一地点的高频次连续观测。气象卫星可获取大范围云分布、云量、云状等信息，还可利用云的红外辐射与温度相关的特点，基于卫星红外云图进一步反演得到云顶高度信息。但由于卫星观测数据受地球大气、地表、太阳位置以及星上仪器工作状态等多种因素影响，加上云的红外辐射强度与云体疏密、云顶高度、云体厚度等因素相关，卫星直接反演的云顶高度有时误差较大。

获取云观测资料的另一种途径是通过地基云的单点观测，如激光云高仪、全天空成像仪、毫米波云雷达等。其中，毫米波云雷达工作在Ka(35GHz)波段，利用水凝物对毫米波的散射特性，能够穿透较厚云层，获取云体内部的回波强度、径向速度、速度谱宽等基本信息，进一步处理可得到云顶高度和云底高度产品。但是地基云的单点观测获得的数据存在“点”产品多，“面”产品少，垂直产品单一的特点，这些特点限制了综合观测效益的发挥。

发明内容

本公开实施例提供一种星地云融合重构三维云体的方法、装置、电子设备及介质。

第一方面，本公开实施例中提供了一种星地云融合重构三维云体的方法。

其中，所述星地云融合重构三维云体的方法，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。

根据本公开实施例，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；