多阈值及连通域距离权重的雾判识Fog Detection by Multi-threshold and Distance Weights of Connected Component
李彬;卢士庆;王飞;孙小龙;张迎杰;
摘要(Abstract):
以往针对大雾遥感监测开展了许多研究,阈值法仍是主流研究方向。目前主要的难点是雾与低云的区分、轻雾及云下雾判识,或者多针对海雾,缺乏海陆通用的算法。文章利用Himawari-8卫星数据提出一种针对性识别方法,引入以多阈值判识为基础的连通域距离权重来判识云下雾。例举了6次大雾过程的判识结果,并结合卫星与地面观测数据进行了验证和精度分析。结果表明,该方法对海、陆大雾判识有较高精度,并在有限引入误差的情况下,可以实施一些云下雾的判识。文章为静止气象卫星雾遥感监测业务提供了有利参考。
关键词(KeyWords): 大雾检测指数;连通域;灰度熵;Himawari-8;距离权重
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41875181);; 风云卫星先行计划(FY-APP-2021.0405);; 内蒙古自治区科技计划(2020GG0016);; 内蒙古自治区自然科学基金项目(2022MS04015);; 内蒙古自治区气象局科技创新项目(nmqxkjcx202320)
作者(Authors): 李彬;卢士庆;王飞;孙小龙;张迎杰;
参考文献(References):
- [1] 陶金花,李小英,王子峰,等.大气遥感定量反演算法与系统[M].北京:科学出版社.2014.
- [2] BENDIX J.Determination of fog horizontal visibility by means of NOAA-AVHRR[C]//Proceedings of IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium.[S.l.]:IEEE,1995:1847-1849.
- [3] EYRE J R,BROWNSCOMBE J L.Detection of fog at night using AVHRR image[J].Meteorology magazine,1984,113:300-305.
- [4] 刘健,许健民,方宗义.利用NOAA卫星的AVHRR资料分析云和雾顶部粒子的尺度特征[J].应用气象学报,1999,10(4):28-32.
- [5] BENDIX J,THIES B,CERMAK J.A feasibility study daytime fog and low stratus detection with TERRA/AQUA-MODIS over land[J].Meteorological applications,2006,13(2):111-125.
- [6] 刘庆年,蒋建莹,吴晓京.基于支持向量机的遥感大雾判识[J].气象,2007,33(10):73-78.
- [7] 周旋,周小中,吴耀平.利用MODIS数据监测夜间雾[J].武汉大学学报(信息科学版),2008,33(6):581-583.
- [8] 王中挺,厉青,王桥.利用环境一号卫星数据监测雾分布[J].遥感技术与应用,2010,25(3):318-322.
- [9] 周小珂,严卫,白衡,等.基于DMSP/OSL数据的夜间低云大雾监测技术研究[J].遥感信息,2012,27(6):86-90.
- [10] ELLROD G P.Advances in the detection and analysis of fog at night using GOES multispectral infrared imagery[J].Weather forecasting,1995,12(3):664-677.
- [11] AHN M H,SOHN E,HWANG B J.A new algorithm for sea fog/stratus detection using the GMS-5 IR data[J].Advances in atmospheric sciences,2003,20(6):899-913.
- [12] 居为民,孙涵,张忠义.卫星遥感资料在沪宁高速公路大雾监测中的初步应用[J].遥感信息,1997,12(3):25-27.
- [13] 李亚春,孙涵,李湘阁.用GMS-5气象卫星资料遥感监测白天雾的研究[J].南京气象学院学报,2001,24(3):343-349.
- [14] 陈伟,周红妹,袁志康.基于气象卫星分形纹理的云雾分离研究[J].自然灾害学报,2003,12(2):133-139.
- [15] 刘希,胡秀清.基于MTSAT卫星的我国东部沿海雾区的自动识别[J].台湾海峡,2008,27(1):112-117.
- [16] GAO S H,WU W,ZHU L L,et al.Detection of nighttime sea fog/stratus over the Huanghai Sea using MTSAT-1R data[J].Acta oceanologica sinica,2009,28(2):23-25.
- [17] 李军,韩志刚,陈洪滨,等.静止气象卫星遥感探测华北平原秋季大雾研究[J].遥感技术与应用,2011,26(2):186-195.
- [18] 周红妹,葛伟强,柏桦,等.气象卫星大雾遥感自动识别技术研究[J].热带气象学报,2011,27(2):152-160.
- [19] 何月,张小伟,蔡菊珍,等.基于MTSAT卫星遥感监测的浙江省及周边海区大雾的分布特征[J].气象学报,2015,73(1):200-210.
- [20] 何月,张小伟,杜惠良.利用静止气象卫星监测浙江海上大雾[J].遥感技术与应用,2015,30(3):266-271.
- [21] 田永杰,邓玉娇,陈武喝,等.基于FY-2E数据白天海雾检测算法改进[J].干旱气象,2016,34(4):738-742.
- [22] 王清平,朱雯娜,王勇,等.FY-4A资料在乌鲁木齐机场浓雾天气监测中的初步应用[J].气象,2021,47(5):627-637.
- [23] YUAN Y,QIU Z,SUN D.Daytime sea fog retrieval based on GOCI data:a case study over Yellow Sea[J].Optics express,2016,24(2):787-801.
- [24] 王峥,滕骏华,蔡文博,等.基于GOCI影像的黄海海雾提取方法研究[J].海洋环境科学,2018,37(6):941-946.
- [25] 张培,吴东.基于Himawari-8数据的日间海雾检测方法[J].大气与环境光学学报,2019,14(3):211-220.
- [26] YANG J H,YOO J M,CHOI Y S.Advanced dual-satellite method for detection of low stratus and fog near Japan at dawn from FY-4A and Himawari-8[J].Remote sensing,2015,13(5):1042.
- [27] 李彬,卢士庆,孙小龙,等.基于可见光波段灰度熵和热红外亮温差的沙尘遥感判识[J].遥感学报,2018,22(4):647-657.