[發明專利]一種商遙衛星軌道總云量預報修正方法及修正系統

有效

• 申請號: 201810462595.0
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108957594B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 姚智;李守峰;王曉峰;龐濤;周率;劉曉旭;賀蕊;龔淑娟
• 申請（專利權）人: 北京維艾思氣象信息科技有限公司
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 王鴻遠

本發明涉及一種商遙衛星軌道總云量預報修正方法及修正系統，本發明的修正方法包括以下步驟：提取云量預報圖和累計概率總云量預報值；獲取累計概率衛星總云量反演值；將云量預報圖區隔成與商遙衛星的多個行進軌道格點相匹配的多個云量預報格點；根據各行進軌道格點的坐標對應查找與其位置相對應的各云量預報格點；分別提取出各云量預報格點中包含的云量預報數據，并將各云量數據匯總為原始衛星軌道總云量預報數據，計算衛星軌道總云量預報數據修正系數；對原始衛星軌道總云量預報數據進行修正，得到修正的衛星軌道總云量預報數據。本發明的修正方法及修正系統能夠修正數值預報系統性誤差，得到更準確的云量預報數據。

技術領域

本發明涉及航天氣象領域，尤其涉及一種商遙衛星軌道總云量預報修正方法及修正系統。

背景技術

商業遙感衛星(以下簡稱商遙衛星)具有高空間分辨率、高時間分辨率、覆蓋區域廣、制造成本低等優點，在國土資源調查、城市規劃、地圖編制、城市監管、林業、環保、資源管理、金融保險以及互聯網等行業都有廣泛而重要的應用。我國首個商遙衛星“高景一號”01/02衛星于2017年1月正式具備運營能力，03/04衛星與之構成星座后于2018年1月開始商業化運營服務。

就商遙衛星的拍攝而言，衛星自身參數、天氣因素、信號與數傳等等都會影響其拍攝，其中總云量是影響衛星拍攝的一個關鍵因素，歷史統計表明商遙衛星廢片率在70％左右，其中90％以上的廢片是由于云的遮蔽照成。因此，為商遙衛星提供準確的總云量預報產品，能夠降低廢片率，帶來顯著的經濟效益和社會效益。

20世紀70年代以來，數值天氣預報作為全球預報技術的主要發展方向，給氣象科學的發展帶來了革命性的進步，支撐了預報準確率的持續提高。高景一號的拍攝是以一軌一景來分割的。作為極軌衛星，高景一號每次過境會拍攝一“軌”衛星條帶數據，為便于管理和后續處理，將整軌按照幅寬進行切割，形成一個個接近等邊的平行四邊形的“景”。高景一號幅寬12km，每一景即12km*12km范圍，需要提供0.1°*0.1°云量格點數據。因此，高景一號商業運營規劃需要0.1°*0.1°全球總云量短期預報。在為高景一號商業運營規劃提供總云量預報產品中，對2017年3月1日至5月31日的總云量預報準確率進行驗證，顯示：在亞歐大陸東部地區(70°～140°E，0°～60°N)，包括東亞和南亞部分區域，48h內預報準確率在0.570～0.763之間，平均0.650，其中孟加拉灣(0.584)和青藏高原(0.598)為準確率較低的地區，而赤道地區(0.611)和高緯度地區(0.620)較其余緯度整體偏低。反映出現有業務數值預報數據庫對大尺度云系的預報準確率較高，而赤道、孟加拉灣這類局地云系多發的區域，以及青藏高原這樣典型的復雜區域，云量預報均有待改進。

目前，業務數值預報數據庫借助優質的形勢場預報、高質量的基本氣象變量預報和不斷改進的參數化方案，可以較好地預報總云量。以2017年3月1日11時為例，對比風云二號衛星反演的總云量(即云量實況)與相應時刻的業務數值預報數據庫預報的總云量(即云量預報值)可知，預報的總云量和衛星反演的總云量整體一致性較好，不僅分布形態基本吻合，而且在中緯渦旋云系、赤道云帶、極區鋒面云系等細節的刻畫上也頗為一致。但是，也可以直觀地看到，業務數值預報數據庫預報的總云量值顯著偏大，在赤道和極區更為明顯；同時在孟加拉灣和青藏高原附近地區也有明顯的云系漏報。通過隨機抽取并對比若干時次的預報值和反演值，發現預報值整體偏大、部分地區漏報云系的現象是普遍存在的，其顯著影響模式評分檢驗結果，對總云量預報在商遙衛星規劃中的實際應用效果也產生影響。

進一步分析業務數值預報數據庫的流程發現，這種偏差可能與模式中使用的參數化方案相關，而利用現有的參數化經驗公式無法實現偏差修正。因此，考慮通過一些算法來修正總云量預報的量值。