基于新一代静止气象卫星的新型云导风算法研究

发布时间：2021-08-06 02:38

　　风场资料对天气预报、自然灾害预警有举足轻重的作用,但是对于海洋、沙漠等测站稀少的地区,云导风是唯一风场资料。目前云导风己经成为一种重要的卫星产品,但是对它的计算方法仍以最大相关系数法为主。近年来卫星技术不断提升,拍摄的云图质量增高,时间间隔变短,增加了最大相关系数法的时间复杂度,降低了算法效率。本文详细介绍了日本向日葵8号（Himawari-8）卫星以及拍摄的卫星云图的特点。针对此卫星云图特点运用TV-L1光流模型进行云导风,首先根据不同的太阳天顶角和云压高度采用不同通道的连续三幅云图数据计算云导风,通过ROF模型提取云图细节部分,对其引入TV-L1光流模型,并采用金字塔算法进行求解;其次云导风高度指定是根据标准大气温度垂直廓线通过线性插值法所得;然后为了提高云导风的计算精度、删除不合理的风矢,设置了 13个质量标识码（QI）对云导风场进行质量监控,并输出包括经纬度、风速大小、方向、云高和质量标识码在内的云导风场;最后用Himawari-8卫星拍摄的全盘云图数据进行试验,并通过探空数据对结果进行验证,通过结果表明TV-L1光流法适用于云导风的计算,尤其适用于云压高于400hpa低云区的... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：42 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１．卫星云图

分比例的参数《，令／，而且已有学者证实，当ａ?＝?０．９５时，其他??条件不变的情况下，光流法计算精度可以提高３０％［３１］。如下图，图１是某一时??刻卫星云图中的一部分１０００＊１０００像素的，图２－２是图２－１经过ＲＯＦ去噪模型??得到的细节图。很明显可以看出细节图很好的保存了云的形状特点。??ＩＨ??１００?２００?３００?４００?Ｗ。?７００?Ｓ＇ｊ－Ｊ?丨?ｉｏｏｏ???＇??图２－１．卫星云图?图２－２．云图细节??８??

ｌ）＋／Ｌ－１（２ｘ?＋?ｌ，２ｙ?－?１）?＋?ｌＬ－ｘ｛２ｘ?－?ｌ，２ｙ?＋?１））?（３－１６）??图３－２金字塔算法迭代过程??￡７＼?｜??／?＼?＼?／?＼?出杻到精??／／?＼，?＼?逐步迭代??歷??２、汁算图像间的光流偏移量??在两幅低分辨率图像金字塔结构的每一层上，分别计算两帧之间即从??图像＾到图像／２的光流偏移量，该操作从金字塔的最顶层开始计算，ｎ到最底??层结束。这一步的关键是要把上面较低分辨率层计算得到的两帧之Ｎ的光流为??下而较高分辨率层的光流估计的初始值，然后逐层配准，ｎ到最终求得两幅像??最底层之间的光流估计，即图像ｈ到图像／２的光流偏移ｍ?Ａｕ。??设沪为金字塔第ｋ层对应的初始光流向量，Ａｉ／为第ｋ屋内光流的计算位。??设最顶层（最低分辨率层）的光流初始丨（彳量，＝〇？则下一层光流丨（Ｉｊｉｌ的仞??１５??


本文编号：3324904