DB63-T 2051-2022高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)規(guī)范

1、ICS07.060CCSICS07.060CCSA 47青海省地方標(biāo)準(zhǔn)DB63/T20512022高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)規(guī)范20222022090920221010青海省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā) 布目次前言II范圍1規(guī)范性引用文件1術(shù)語(yǔ)和定義1高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)流程2高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品提取方法2穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別2靜止氣象衛(wèi)星多時(shí)次合成3高程輔助濾云3臨近像元濾云3地面站網(wǎng)輔助濾云3微波融合濾云3附錄A（資料性） Himawari-8/AHI 可見(jiàn)光和紅外掃描輻射計(jì)通道參數(shù)4附錄附錄B（資料性） FY4A/AGRI多通道掃描成像輻射計(jì)通道參數(shù)5附錄C（資料性） EOS/MODI

2、S中分辨率成像光譜儀通道參數(shù)6附錄D（資料性） 臨近時(shí)間、臨近空間積雪覆蓋校正示意圖8附錄E（資料性） 國(guó)家氣象站積雪觀測(cè)代表性9參考文獻(xiàn)10前言本文件按照GB/T 1.12020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草。本文件由青海省氣象局提出并歸口。本文件起草單位：青海省氣象科學(xué)研究所、青海省氣象服務(wù)中心。紅艷、陳奇。本文件由青海省氣象局監(jiān)督實(shí)施。高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法的術(shù)語(yǔ)和定義、技術(shù)流程和提取方法的內(nèi)容。本文件適用于氣象、環(huán)保、水利、國(guó)土等部門(mén)開(kāi)展青藏高原地區(qū)積雪覆蓋范圍的遙感監(jiān)測(cè)、評(píng)估、科研和服務(wù)等相關(guān)工作。規(guī)范

3、性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。積雪遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、正射校正等。靜止氣象衛(wèi)星在赤道上空約35800 km遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、正射校正等。靜止氣象衛(wèi)星在赤道上空約35800 km觀測(cè)地球表面三分之一的固定區(qū)域，對(duì)同一目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行持續(xù)不斷的氣象觀測(cè)。極軌氣象衛(wèi)星也叫太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道高度為800 km1600 km（地方時(shí)每日過(guò)境2次。NDSI歸一化差分積雪指數(shù)（NDSI, Normalized Difference Snow Index），定義為：

4、 = (1)+式中： 0.55 m0.57 m可見(jiàn)光波段的反射率； 1.62 m1.65 m短波紅外波段的反射率。來(lái)源：DB63/T 1565-2017, 3.7濾云算法基于多源衛(wèi)星遙感資料和地面觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別、靜止衛(wèi)星多時(shí)次合成、高程輔助、臨近像元、地面綜合站網(wǎng)和被動(dòng)微波數(shù)據(jù)融合濾云等技術(shù)的去云算法。雪蓋產(chǎn)品經(jīng)處理后生成的能反映積雪分布范圍的有關(guān)圖像和信息。高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)流程靜止象衛(wèi)星云預(yù)處理后的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)被動(dòng)微波數(shù)據(jù)融合濾云地面綜合站網(wǎng)濾云臨近像元濾云高程輔助濾云靜止衛(wèi)星多時(shí)次合成穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別積雪積雪、云判識(shí)條件無(wú)云雪蓋產(chǎn)品圖1 高原遙感

5、濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)流程5 高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品提取方法穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別判識(shí)條件如下：海拔5600 m的云像素全部為靜止象衛(wèi)星云預(yù)處理后的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)被動(dòng)微波數(shù)據(jù)融合濾云地面綜合站網(wǎng)濾云臨近像元濾云高程輔助濾云靜止衛(wèi)星多時(shí)次合成穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別積雪積雪、云判識(shí)條件無(wú)云雪蓋產(chǎn)品圖1 高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品算法技術(shù)流程5 高原遙感濾云雪蓋產(chǎn)品提取方法穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別穩(wěn)定性積雪和無(wú)雪陸地識(shí)別判識(shí)條件如下：海拔5600 m的云像素全部為“常年積雪”或年度最小冰川覆蓋，判識(shí)為冰川或永久性積雪；3000m5600 m的云像素符合云天數(shù)+積雪天數(shù)總天數(shù)，則判識(shí)為

6、積雪；若云像素同時(shí)滿(mǎn)足以下條件時(shí)，則判識(shí)為無(wú)雪陸地。云天數(shù)+無(wú)雪陸地天數(shù)=總天數(shù)；云天數(shù) (,), , = 1(3)式中：像元所在的行號(hào)和列號(hào)；每日接收到靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的不同時(shí)刻，推薦使用北京時(shí)10:00-14:00；(,)中心像素值；相鄰像素值；(,)中心高程值；(+,+)相鄰高程值。臨近像元濾云地，臨近空間積雪覆蓋校正示意圖見(jiàn)附錄D圖D.2。地面站網(wǎng)輔助濾云到的雪深大于0性見(jiàn)附錄E。微波融合濾云根據(jù)被動(dòng)微波數(shù)據(jù)不受云影響的特性，對(duì)光學(xué)觀測(cè)積雪中受云影響的像素針對(duì)上述步驟處理后仍存在云的干擾，則結(jié)合當(dāng)日的被動(dòng)微波雪深數(shù)據(jù)，若被動(dòng)微波雪深數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)點(diǎn)雪水當(dāng)量大于0，則判識(shí)為積雪，否則判識(shí)為無(wú)雪

7、陸地。附 錄 A（資料性）Himawari-8/AHI 可見(jiàn)光和紅外掃描輻射計(jì)通道參數(shù)表A.1給出了Himawari-8/AHI可見(jiàn)光和紅外掃描輻射計(jì)通道參數(shù)信息。表A.1 Himawari-8/AHI 可見(jiàn)光和紅外掃描輻射計(jì)通道參數(shù)表通道號(hào)光譜屬性中心波長(zhǎng) (m)空間分辨率 (km)主要用途1可見(jiàn)光VIS0.461海洋水色、浮游植物、大氣環(huán)境等20.51130.640.5陸地、云等4近紅外NIR0.861海洋水色、浮游植物等51.602陸地、云、積雪62.302云7紅外IR3.902地球表面和云頂溫度86.202卷云和水汽97.02海洋水色、浮游植物等107.32118.592大氣水汽129

8、.621310.402地球表面、云頂溫度1411.2021512.3621613.302云頂高度附 錄 B（資料性）FY4A/AGRI 多通道掃描成像輻射計(jì)通道參數(shù)表B.1給出了FY4A/AGRI多通道掃描成像輻射計(jì)通道參數(shù)信息。表B.1 FY4A/AGRI 多通道掃描成像輻射計(jì)通道參數(shù)表通道號(hào)光譜屬性中心波長(zhǎng) (m)空間分辨率 (km)主要用途1可見(jiàn)光VIS0.471植被20.650.5植被、霧、云、恒星觀測(cè)3近紅外NIR0.8251植被，水面上空氣溶膠41.3752卷云51.612低云和雪識(shí)別、水云和冰云識(shí)別62.22524卷云、氣溶膠、恒星觀測(cè)7紅外IR3.7524火情83.754水汽、

9、霧96.254高層水汽107.14中層水汽118.54云、總水汽1210.84地表溫度1312.004地表溫度附 錄 C（資料性）EOS/MODIS 中分辨率成像光譜儀通道參數(shù)表C.1給出了EOS/MODIS中分辨率成像光譜儀通道參數(shù)信息。表C.1 EOS/MODIS 中分辨率成像光譜儀通道參數(shù)表通道號(hào)光譜屬性中心波長(zhǎng) (m)空間分辨率 (km)主要用途1可見(jiàn)光VIS0.6450.25植被葉綠素吸收20.85850.25云和植被覆蓋變換30.4690.5土壤植被差異40.5550.5綠色植被5近紅外NIR1.240.5葉面/樹(shù)冠差異6短波紅外SIR1.640.5雪/云差異72.131.0陸地和

10、云的性質(zhì)8可見(jiàn)光VIS0.41251.0葉綠素90.4431.0葉綠素100.4881.0葉綠素110.5311.0葉綠素120.5511.0沉淀物130.6671.0沉淀物，大氣層140.6781.0葉綠素?zé)晒?50.7481.0氣溶膠性質(zhì)16近紅外NIR0.86951.0氣溶膠/大氣層性質(zhì)170.9051.0云/大氣層性質(zhì)180.9361.0云/大氣層性質(zhì)190.941.0云/大氣層性質(zhì)20中紅外MIR3.751.0洋面溫度213.9591.0森林火災(zāi)/火山223.9591.0云/地表溫度234.051.0云/地表溫度244.46551.0對(duì)流層溫度/云片254.51551.0對(duì)流層溫度/

11、云片26短波紅外SIR1.3751.0紅外云探測(cè)27中紅外MIR6.7151.0對(duì)流層中層濕度287.3251.0對(duì)流層中層濕度29遠(yuǎn)紅外FIR8.551.0表面溫度309.731.0臭氧總量3111.031.0云/表面溫度3212.021.0云高和表面溫度表C.1 EOS/MODIS中分辨率成像光譜儀通道參數(shù)表（續(xù)）通道號(hào)光譜屬性中心波長(zhǎng) (m)空間分辨率 (km)主要用途33遠(yuǎn)紅外FIR13.3351.0云高和云片3413.6351.0云高和云片3513.9351.0云高和云片3616.2351.0云高和云片附 錄 D（資料性）臨近時(shí)間、臨近空間積雪覆蓋校正示意圖鄰近時(shí)間積雪覆蓋校正示意圖

12、見(jiàn)圖D.1。無(wú)雪雪雪無(wú)雪雪雪無(wú)雪無(wú)雪云雪無(wú)雪無(wú)雪雪雪無(wú)雪前一時(shí)次后一時(shí)次當(dāng)天（校正后）雪雪雪校正前校正后校正前雪雪雪校正前校正后校正前校正后圖D.2 鄰近空間積雪覆蓋校正示意圖圖D.1 鄰近時(shí)間積雪覆蓋校正示意圖非雪雪雪雪云雪非雪雪非雪非雪非雪雪雪雪云雪非雪雪非雪非雪雪雪雪雪雪非雪雪非雪雪云雪非雪雪非雪雪非雪云非雪雪非雪非雪雪雪非雪非雪非雪雪非雪非雪附 錄 E（資料性）國(guó)家氣象站積雪觀測(cè)代表性國(guó)家氣象站積雪觀測(cè)代表性見(jiàn)圖E.1。圖E.1中的圖E.1中的grade站點(diǎn)代表性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表E.1。表E.1 站點(diǎn)代表性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)grade等級(jí)說(shuō)明評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)0冬季無(wú)積雪或少雪衛(wèi)星統(tǒng)計(jì)出近十幾年站點(diǎn)積雪觀測(cè)少

13、于 10 次1最佳Psnow_mean=0.82較好Psnow_mean=0.6 AND Psnow_mean 0.8 AND Psnow_std=0.6 AND Psnow_mean =0.154一致性一般，周?chē)h(huán)境較為單一Psnow_mean=0.4 AND Psnow_mean 0.6 AND Psnow_std=0.4 AND Psnow_mean =0.26較差Psnow_mean=200 m OR 站點(diǎn)和格點(diǎn)平均高程差值=400 m注：Psnow_mean和Psnow_std的代表含義如下：Psnow_mean站點(diǎn)周?chē)翱趦?nèi)雪蓋條件概率的均值； Psnow_std站點(diǎn)周?chē)翱趦?nèi)雪蓋條件概率的標(biāo)準(zhǔn)差。參考文 獻(xiàn)DB63/T1565-2017 高寒積雪遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估方法王江山. 青海省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)M. 北京:氣象出版社, 2004年劉玉潔, 楊忠東, 等MODIS遙感信息處理原理與算法M. 北京:科學(xué)出版社, 2001年趙英時(shí). 遙感應(yīng)用分析原理與方法M. 北京:科學(xué)出版社, 200