一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，包括获取静止气象卫星采集研究区域的降水判别参数，根据所述降水判别参数，生成所述研究区域的降水区域。本发明专利技术针对静止卫星在白天的降水检测需求，在现有的GMSRA和SCaMPR所用降水检测敏感参数的基础上，通过引入云的光学厚度等信息，降低高层薄云的影响，同时采用排除法逐步剔除非降水云的影响，提高降水检测精度。本发明专利技术涉及一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别装置、存储介质和设备。储介质和设备。储介质和设备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法和装置


[0001]本专利技术涉及信息处理
，尤其涉及一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法和装置。

技术介绍

[0002]降水是引起地表洪涝灾害的主要原因之一。实时、准确的获取降水的分布数据对于准确地预报洪涝灾害具有重要意义。静止卫星具有高时间分辨率和高时效性观测的优势，为实时的监测降水提供了稳定的支持。利用静止卫星监测降水的前提是准确的识别降水区域。当前利用静止卫星观测数据识别降水主要是神经网络算法，通过输入降水区域和非降水区的静止卫星观测的云顶反射率或亮温数据建立神经网络模型。该方法具有较好的识别精度，但精度容易收到训练数据的影响，而且神经网络方法进行降水检测的基本原理不明确，很难直接应用于其他的卫星。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法和装置。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005]一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，所述方法包括：
[0006]获取静止气象卫星采集研究区域的降水判别参数，其中，所述降水判别参数包括可见光0.65微米云顶反射率R0.65、太阳天顶角SZ、云光学厚度值COT、云粒子有效半径值CER、云顶纹理信息、云顶温度变化斜率S、3.9 微米云顶亮温Tb3.9、7.0微米云顶亮温Tb7.0、云顶温度值CTT和云顶变化梯度值G
t
；
[0007]根据所述降水判别参数，生成所述研究区域的降水区域。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0009]进一步地，所述根据所述降水判别参数，生成所述研究区域的降水区域，具体包括：
[0010]当所述研究区域中像元的所述可见光0.65微米云顶反射率R0.65大于反射阈值，且太阳天顶角SZ小于顶角阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第一预设值；
[0011]否则，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第一预降水区域；
[0012]当所述第一预降水区域中像元的所述云光学厚度值COT小于厚度阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第二预降水区域；
[0013]当所述第二预降水区域中像元的所述云粒子有效半径值CER小于半径阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第三预降水区域；
[0014]根据所述第三预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶纹理信息，当所述云顶纹理信息满足预设条件时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所
述研究区域中的第四预降水区域；
[0015]根据所述第四预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶温度变化斜率S，当所述云顶温度变化斜率S大于等于斜率阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第五预降水区域；
[0016]当所述第五预降水区域中像元的所述3.9微米云顶亮温Tb3.9大于等于第一预设亮温阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第六预降水区域；
[0017]当所述第六预降水区域中像元的所述7.0微米云顶亮温Tb7.0大于等于第二预设亮温阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第七预降水区域；
[0018]当所述第七预降水区域中像元的所述云顶温度CTT大于等于预设云顶温度阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第八预降水区域；
[0019]根据所述第八预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶变化梯度值G
t
，当所述云顶变化梯度值G
t
大于等于梯度阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的降水区域。
[0020]进一步地，所述根据所述第三预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶纹理信息，当所述云顶纹理信息满足预设条件时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第四预降水区域，具体包括：
[0021]获取所述像元所相邻的六个像元的云顶温度值CTT，得到平均云顶温度值T
avg
；
[0022]获取所述像元所在预设尺寸的像元窗口内所有像元对应的云顶温度值中的最小云顶温度值T
min
；
[0023]根据所述平均云顶温度值T
avg
和最小云顶温度值T
min
，得到所述云顶变化梯度值G
t
；
[0024]根据所述最小云顶温度值T
min
，得到所述云顶温度变化斜率S；
[0025]所述云顶纹理信息是所述云顶变化梯度值G
t
和所述云顶温度变化斜率S 的差值；
[0026]当所述云顶纹理信息小于预设差值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第四预降水区域。
[0027]进一步地，所述根据所述第四预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶温度变化斜率S，具体包括：
[0028]将所述最小云顶温度值T
min
输入至公式S＝0.568(T
min
‑
217)，得到所述云顶温度变化斜率S。
[0029]进一步地，所述根据所述第八预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶变化梯度值G
t
，具体包括：
[0030]计算所述平均云顶温度值T
avg
和最小云顶温度值T
min
的差值，得到所述云顶变化梯度值G
t
。
[0031]本方法专利技术的有益效果是：提出了一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，包括获取静止气象卫星采集研究区域的降水判别参数，其中，所述降水判别参数包括可见光0.65微米云顶反射率R0.65、太阳天顶角 SZ、云光学厚度值COT、云粒子有效半径
值CER、云顶纹理信息、云顶温度变化斜率S、3.9微米云顶亮温Tb3.9、7.0微米云顶亮温Tb7.0、云顶温度值CTT和云顶变化梯度值G
t
，根据所述降水判别参数，生成所述研究区域的降水区域。本专利技术针对静止卫星在白天的降水检测需求，在现有的GMSRA 和SCaMPR所用降水检测敏感参数的基础上，通过引入云的光学厚度等信息，降低高层薄云的影响，同时采用排除法逐步剔除非降水云的影响，提高降水检测精度。
[0032]本专利技术还解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
[0033]一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别装置，所述装置包括：
[0034]采集模块，用于获取静止气象卫星采集研究区域的降水判别参数，其中，所述降水判别参数包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，其特征在于，所述方法包括：获取静止气象卫星采集研究区域的降水判别参数，其中，所述降水判别参数包括可见光0.65微米云顶反射率R0.65、太阳天顶角SZ、云光学厚度值COT、云粒子有效半径值CER、云顶纹理信息、云顶温度变化斜率S、3.9微米云顶亮温Tb3.9、7.0微米云顶亮温Tb7.0、云顶温度值CTT和云顶变化梯度值G
t
；根据所述降水判别参数，生成所述研究区域的降水区域。2.根据权利要求1所述的基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，其特征在于，所述根据所述降水判别参数，生成所述研究区域的降水区域，具体包括：当所述研究区域中像元的所述可见光0.65微米云顶反射率R0.65大于反射阈值，且太阳天顶角SZ小于顶角阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第一预设值；否则，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第一预降水区域；当所述第一预降水区域中像元的所述云光学厚度值COT小于厚度阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第二预降水区域；当所述第二预降水区域中像元的所述云粒子有效半径值CER小于半径阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第三预降水区域；根据所述第三预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶纹理信息，当所述云顶纹理信息满足预设条件时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第四预降水区域；根据所述第四预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶温度变化斜率S，当所述云顶温度变化斜率S大于等于斜率阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第五预降水区域；当所述第五预降水区域中像元的所述3.9微米云顶亮温Tb3.9大于等于第一预设亮温阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第六预降水区域；当所述第六预降水区域中像元的所述7.0微米云顶亮温Tb7.0大于等于第二预设亮温阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第七预降水区域；当所述第七预降水区域中像元的所述云顶温度CTT大于等于预设云顶温度阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第八预降水区域；根据所述第八预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶变化梯度值G
t
，当所述云顶变化梯度值G
t
大于等于梯度阈值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的降水区域。3.根据权利要求2所述的基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，其特征在于，所述根据所述第三预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶纹理信息，当所述云顶纹理信息满足预设条件时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第四预降水区域，具体包括：获取所述像元所相邻的六个像元的云顶温度值CTT，得到平均云顶温度值T
avg
；获取所述像元所在预设尺寸的像元窗口内所有像元对应的云顶温度值中的最小云顶
温度值T
min
；根据所述平均云顶温度值T
avg
和最小云顶温度值T
min
，得到所述云顶变化梯度值G
t
；根据所述最小云顶温度值T
min
，得到所述云顶温度变化斜率S；所述云顶纹理信息是所述云顶变化梯度值G
t
和所述云顶温度变化斜率S的差值；当所述云顶纹理信息小于预设差值时，将所述像元的降水掩膜像素值设为第二预设值，得到所述研究区域中的第四预降水区域。4.根据权利要求3所述的基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，其特征在于，所述根据所述第四预降水区域中像元的云顶温度值CTT，得到所述云顶温度变化斜率S，具体包括：将所述最小云顶温度值T
min
输入至公式S＝0.568(T
min
‑
217)，得到所述云顶温度变化斜率S。5.根据权利要求3所述的基于静止气象卫星观测数据的降水区域识别方法，其特征在于，所述根据所述第八预降水区域中像元...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬大彬，陈昱松，施建成，张瑜，高睿，顾春利，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一五四零部队中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：