一种基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法技术

本发明专利技术公开了一种基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法，利用星载多通道辐射成像仪观测资料进行云检测；针对单层云像元，由云光学厚度和云有效粒子半径计算云水路径；利用多源卫星观测资料分析云水路径、云顶高度及环境因素与有效云水含量的关系，建立有效云水含量的查找表；由查找表得到有效云水含量估计值，进而利用云水路径除以有效云水含量，得到云几何厚度；利用已知的云顶高度反演结果，减去计算的云几何厚度，得到目标单层云的云底高度反演结果；利用外推法估计多层云的云底高度；验证反演结果，对算法进行优化。本发明专利技术可得到更好的有效云水含量估计，快速有效地反演云底高度；利用外推法间接地反演多层云云底高度。度。度。

A cloud base height inversion method based on Spaceborne multi-channel radiometer

【技术实现步骤摘要】
一种基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法


[0001]本专利技术属于大气探测与遥感
，尤其涉及一种基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法。

技术介绍

[0002]云底高度是一种重要的卫星气象产品，被广泛用于气候变化研究和航天气象保障，但是目前国产风云气象卫星还没有基于星载多通道辐射成像仪的云底高度产品。星载多通道辐射成像仪从太空中测量来自地气系统的可见光和红外辐射，具有时空分辨率高、观测反演广的优点。星载多通道辐射成像仪测量的辐射主要由云顶决定，无法直接反映云底的信息，所以目前卫星云产品中主要包含了云顶参数，而没有云底参数。虽然无法直接反演云底高度，但已经有一些方法利用经验估计和统计方法间接地反演云底高度。现有的云底高度反演算法一般假设云水含量为与云类型相关的固定值，进而计算云的几何厚度和云底高度。然而，实际的云具有多样性和复杂性，现有算法往往具有较大的不确定性。利用准确的雷达探测结果验证也发现，现有算法的云底高度反演结果具有较大的偏差。此外，由于星载多通道辐射成像仪对多层云的云顶高度和云光学参数的反演一般存在较大误差，利用现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用星载多通道辐射成像仪观测资料进行云检测；步骤2：针对单层云像元，由云光学厚度和云有效粒子半径计算云水路径；步骤3：利用主被动卫星联合观测资料得到有效云水含量样本，然后建立不同环境条件下由云顶高度和云水路径约束的有效云水含量查找表；步骤4：根据目标单层云像元的云顶高度，云水路径和环境条件，由上一步建立的查找表得到有效云水含量估计值，进而利用云水路径除以有效云水含量，得到云几何厚度；利用已知的云顶高度反演结果，减去计算的云几何厚度，得到目标单层云的云底高度反演结果，此步骤循环进行，直至完成所有单层云目标的反演；步骤5：基于有效的多层云检测，利用边缘约束、相态约束和云高约束三个步骤，寻找与目标多层云像元最匹配的单层云像元，根据已知的单层云云底高度估计多层云的云底高度；步骤6：利用雷达验证反演结果。2.根据权利要求1所述的基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法，其特征在于：在步骤1中，利用基于随机森林的云检测模型，将卫星观测目标区分晴空、单层云与多层云。3.根据权利要求1所述的基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法，其特征在于：在步骤2中，基于不同云相态对应的云水路径公式，利用星载多通道辐射成像仪的云光学厚度和云有效粒子半径反演数据，计算每个单层云像元的云水路径。4.根据权利要求3所述的基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法，其特征在于，所述云水路径公式为：水云的云水路径＝2/3*云光学厚度*云有效粒子半径；冰云的云水路径＝0.065*云光学厚度^(1/0.84)。5.根据权利要求1所述的基于星载多通道辐射成像仪的云底高度反演方法，其特征在于：在步骤3中，利用主动遥感卫星测量的云几何厚度和被动遥感卫星测量的云水...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭仲辉，马烁，严卫，胡申森，任开军，曹小群，张卫民，赵延来，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：