一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于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。本发明专利技术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。

A fast extraction method of daytime fog based on H8/AHI

The invention discloses a method for fast extraction of daytime fog based on H8/AHI. Firstly, a clear sky bottom map is synthesized by using multi-day visible light data, and the clear sky surface is removed by threshold method using reflectance difference; snow and opaque ice clouds are removed by normalized snow index method; and the time series images before and after the clear sky surface, snow and opaque ice clouds are removed. Fixed thresholds are used to remove moving and changing clouds in the image; combined with the difference of brightness and temperature in infrared band, the thresholds are used to further remove ice, thin cirrus and water clouds in the image; finally, the clear sky bottom map is synthesized by multi-day infrared data, and the low-level clouds in the image are removed by thresholding method. The invention is an accurate, efficient and fast method for extracting daytime fog under the condition of high time resolution geostationary satellite data.

【技术实现步骤摘要】
一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法
本专利技术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。
技术介绍
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、Meteosat8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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用多天可见光数据合成晴空底图IR，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ISCF；2)利用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；3)去除影像ICF中纹理复杂且快速运动的云，获取雾检测影像IITWCF；4)去除影像IITWCF中冰云和薄卷云，获取去除后影像IWCF；5)去除影像IWCF中的水云，获取去除后影像IC2F；6)利用多天红外数据合成晴空底图IBT，利用晴空底图IBT和阈值法去除影像IC2F中的低层云，获取卫星雾检测结果IF。

【技术特征摘要】
1.一种基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用多天可见光数据合成晴空底图IR，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ISCF；2)利用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；3)去除影像ICF中纹理复杂且快速运动的云，获取雾检测影像IITWCF；4)去除影像IITWCF中冰云和薄卷云，获取去除后影像IWCF；5)去除影像IWCF中的水云，获取去除后影像IC2F；6)利用多天红外数据合成晴空底图IBT，利用晴空底图IBT和阈值法去除影像IC2F中的低层云，获取卫星雾检测结果IF。2.根据权利要求1所述的基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法，其特征在于，步骤1)的具体实现过程包括：1)利用多天可见光数据合成晴空底图，使用当天及前9天当前时刻和前一时刻可见光IB3数据，结合可见光波段晴空地表反射率较云雾最低这一特征，分别合成晴空底图IR-现和IR-前；2)对当前时刻IB3-现数据与晴空合成底图IR-现做差，前一时刻IB3-前数据与晴空合成底图IR-前做差，分别获得差值影像I差值-现和I差值-前；3)对差值影像I差值-现和I差值-前采用固定阈值去除地表，再分别与原始影像IB3-现和IB3-前相乘，获取去除地表后的影像ISCF-现和ISCF-前：其中ISCF-现表示使用当前时刻数据获取的去除晴空地表后的影像ISCF；ISCF-前表示使用前一时刻数据获取的去除地表后影像ISCF。3.根据权利要求2所述的基于H8/AHI的白天雾快速提取的方法，其特征在于，步骤2)的具体实现过程包括：1)分别使用当前时刻IB3-现、IB5-现数据和前一时刻IB3-前、IB5-前数据，获取当前时刻和前一时刻归一化雪指数NDSI现和NDSI前，其中NDSI现＝(IB3-现-IB5-现)/(IB3-现+IB5-现)；NDSI前＝(IB3-前-IB5-前)/(IB3-前+IB5-前)；2)对去除地表后的影像ISCF-现和ISCF-前使用归一化雪指数法，设置阈值0.4去除影像ISCF-现和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚楠，马慧云，邹滨，陶超，冯徽徽，冉印泽，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43