[發明專利]一種基于Himawari-8衛星遙感數據的沙塵監測方法

在審

• 申請號: 202210232780.7
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN115901553A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 吳靈靈
• 申請（專利權）人: 中科衛星（山東）科技集團有限公司
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/06;G01W1/00
• 代理公司: 濟南尚本知識產權代理事務所(普通合伙) 37307
• 代理人: 楊寶根

本發明公開了一種基于Himawari?8衛星遙感數據的沙塵監測方法，主要涉及大氣環境監測技術領域。包括以下步驟：獲取Himawari?8衛星全波段的掃描數據；提取波長在3.9μm通道下的亮度溫度數據，設置閾值為300K，以大于該閾值為進入下一判識的條件；計算波長在3.9μm通道與11.2μm通道之間的亮度溫度差值，設置閾值為20K，以差值大于該閾值為進入下一判識的條件；計算波長在11μm通道與12μm通道之間的亮度溫度差值，設置閾值為0K，以差值大于該閾值作為識別沙塵的最終條件。本發明的有益效果在于：它極大提高了時間分辨率，有利于進行實時動態監測沙塵。

技術領域

本發明涉及大氣環境監測技術領域，具體是一種基于Himawari-8衛星遙感數據的沙塵監測方法。

背景技術

沙塵天氣是指風將地面塵土、沙粒卷入空中，使空氣混濁的一種天氣現象的統稱。沙塵天氣是我國北方地區的主要災害性天氣之一，影響交通和人們的工作生活，危害人類健康；我國北方沙塵天氣易發區范圍廣，地基災害監測預警能力有限，面對這一氣象災害防御體系的薄弱點，衛星遙感則能夠較好地發揮作用；開展沙塵監測不僅對沙塵災害預警和生態環境影響評價具有重要意義，而且對人類社會生活和全球氣候變化產生深遠影響。

應用衛星遙感技術監測沙塵暴天氣的工作在國內外都已開展，美國、歐共體、日本和我國的氣象、資源、環境衛星的對地觀測儀器中，許多都攜載有對沙塵氣溶膠“敏感”的觀測通道，利用這些儀器都可以進行大氣沙塵監測。然而，常用于沙塵監測的衛星以極軌衛星為主，由于重訪周期較長，圖像獲取時間間隔較大，沙塵的動態監測受到很大限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Himawari-8衛星遙感數據的沙塵監測方法，它極大提高了時間分辨率，有利于進行實時動態監測沙塵。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

一種基于Himawari-8衛星遙感數據的沙塵監測方法，包括以下步驟：

獲取Himawari-8衛星全波段的掃描數據；

提取波長在3.9μm通道下的亮度溫度數據，設置閾值為300K，以大于該閾值為進入下一判識的條件；

計算波長在3.9μm通道與11.2μm通道之間的亮度溫度差值，設置閾值為?20K，以差值大于該閾值為進入下一判識的條件；

計算波長在11μm通道與12μm通道之間的亮度溫度差值，設置閾值為0K，以差值大于該閾值作為識別沙塵的最終條件。

若最終條件若識別為沙塵，則計算沙塵指數D1，計算公式為：

其中：R_1.6為近紅外1.6μm波段測得的反射率。

以每間隔10分鐘獲取一次Himawari-8衛星全波段的掃描數據，并基于掃描數據獲得的沙塵指數D1建立沙塵動態監測圖。

對比現有技術，本發明的有益效果在于：

通過本方法，基于Himawari-8衛星數據對沙塵實現監測，經過與OMI?AI?產品對比，能有效提取出沙塵區域，沙塵范圍與強度基本一致，可以滿足業務化監測的需求。基于靜止衛星Himawari-8提取沙塵，對比極軌衛星，極大提高了時間分辨率，有利于進行實時動態監測沙塵。且本方法簡單有效，數據來源單一，使用軟件較少。

附圖說明

圖1是沙塵監測流程圖。

圖2是2020年3月30日Himawari-8真彩色影像圖。

圖3是7波段亮度溫度閾值提取結果。

圖4是中紅7波段外與熱紅外14波段差值提取結果。