DB21∕T 1455.6-2008 极轨卫星遥感监测 第6部分 大雾(辽宁省).pdf

1）1）ICS AXX 备案号：辽宁省地方标准 DB21 DB21/T 1455.62008 极轨卫星遥感监测 第 6 部分:大雾 The remote sensing monitoring of polar-orbiting satellite Sixth part：heavy fog 2008-07-03 发布 2008-08-01 实施 辽宁省质量技术监督局 发布 DB21/T 1455.62008 I 目 次 前 言.II 引 言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 监测手段.1 4 监测条件.1 5 监测方法.1 6 监测步骤.3 DB21/T 1455.62008 II 前 言 DB21/T 1455 极轨卫星遥感监测系列标准共分为8部分。第1部分：术语 第2部分：干旱灾害 第3部分：洪涝灾害 第4部分：森林火灾 第5部分：作物长势 第6部分：大雾 第7部分：沙尘 第8部分：海冰 本部分为DB21/T 1455的第6部分。本部分由辽宁省气象局提出。本部分由辽宁省气象局政策法规处归口。本部分起草单位:中国气象局沈阳大气环境研究所。本部分主要起草人：纪瑞鹏、张玉书、陈鹏狮、冯锐、张淑杰、武晋雯。本部分由辽宁省气象局负责解释。DB21/T 1455.62008 III 引 言 大雾是一种灾害性天气现象。雾是由靠近地面、漂浮在空中的极细小的水滴或冰晶粒子组成。雾，特别是浓雾对能见度的影响很大，不但严重影响着航空航海、公路运输、军事活动及日常生活，而且造成大气质量严重恶化，威胁人类生命健康。因此，消除雾害、净化大气，已引起政府和社会的密切关注，有关雾的监测和预报也成为气象部门满足社会需要和拓宽服务领域的重要方面。但是受地面或海洋上观测站点分布及观测时间的限制，观测资料有限，影响了对雾的监测。而卫星遥感具有覆盖范围广、信息量大、重复频率高、客观真实性强、信息源可靠、资料获取方便、费用低廉等诸多优势，是其他各种常规观测方法所无法替代的，已在国内外被广泛应用于大雾的动态监测，为政府及有关部门提供客观、及时、准确的监测信息,为防灾减灾决策提供客观的科学依据。目前在世界各国发射的卫星所获取的数据中,应用最广泛的是FY1系列、NOAA系列和EOS系列数据。本标准对如何利用极轨卫星对大雾进行监测的手段、条件、方法和监测步骤进行了规范。DB21/T 1455.62008 1 极轨卫星遥感监测 第 6 部分：大雾 1 范围 本标准规定了极轨卫星遥感监测大雾的监测手段、监测条件、监测方法及监测步骤。本标准适用于利用极轨卫星对大雾进行遥感监测工作的相关部门和行业。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 18315-2001 数字地形图系列和基本要求 DB21/T 1455.12006 极轨卫星遥感监测 第1部分:术语 3 监测手段 利用极轨卫星（NOAA系列、FY1系列、EOS/MODIS）遥感资料对辽宁省辖区内发生的大雾进行动态监测。4 监测条件 承担监测工作的单位必须具备极轨卫星数据接收处理和准确识别大雾的技术能力与设备条件，包括遥感图像处理软件、地理信息系统、数据库软件；图形输入输出设备及专业技术人员。5 监测方法 5.1 白天大雾监测方法 利用多通道综合阈值方法实现大雾遥感监测。5.1.1 下垫面与云雾及雪分离 利用可见光通道的反射率来分离下垫面与云雾和雪信息，可见光通道反射率大于阈值0R的为云雾信息，识别条件按式（1）进行。0RBvis（1）式中：visB可见光通道反射率；0R判识阈值，（0R参考值为 0.2）。5.1.2 雪与云雾分离 冬季有降雪出现时，利用归一化积雪指数把雪与云雾信息分离，归一化积雪指数大于阈值1R的为DB21/T 1455.62008 2 积雪信息，识别条件按式（2）进行；归一化积雪指数计算按式（3）进行。1RInds（2）sirvissirvisndsBBBBI（3）式中：sirB短红外通道反射率；ndsI归一化积雪指数；1R判识阈值，（1R参考值为 0.4）。5.1.3 中高云与低云及雾分离 远红外亮温小于阈值2R为中高云，中高云与低云及雾分离的识别条件按式（4）进行。2RBfir（4）式中：firB远红外通道亮温；2R判识阈值，（2R参考值为 270K）。5.1.4 雾与低云的分离 远红外通道与中红外通道亮温差小于阈值3R为雾区，雾与低云分离的识别条件按式（5）进行。3RBBmirfir（5）式中：mirB中红外通道亮温；3R判识阈值，（3R参考值为-25K）。5.1.5 白天大雾监测流程 白天大雾遥感监测方法流程见下图。DB21/T 1455.62008 3 经过预处理的极轨卫星遥感数据可见光通道反射率归一化积雪指数远红外通道亮温远红外与中红外通道亮温差大于R0小于R1大于R2小于R3判识为地表、植被、水体等主要下垫面判识为积雪判识为中高云判识为低云大雾识别成功小于R0大于R1小于R2大于R3 5.2 夜间大雾监测方法 夜间由于卫星可见光通道关闭，只能利用红外通道信息完成大雾监测。夜间大雾识别条件按式（6）进行。044RandRBBmirfir（6）式中：4R判识阈值。5.3 大雾人机判识辅助手段 大雾在遥感图像上表现为雾顶高度均匀，其亮度变化不明显，纹理光滑均匀，边界整齐清楚。中高云高度变化很大，亮度变化明显，且边界也不像雾区那么整齐。6 监测步骤 6.1 遥感资料预处理 对选用的极轨卫星遥感资料进行大气订正、太阳高度角、临边变暗、定位、定标等预处理。6.2 数据分离 对 1A5（或 1B、HDF）数据集进行单通道数据分离，并可截出相应感兴趣子区。6.3 投影处理 处理 1A5（或 1B、HDF）数据集，并生成投影图像文件。投影方式按 GB/T 18315-2001 执行。6.4 图像配准 对图像线性与非线性失真而引起的畸变进行修正。图像配准用二次多项式求伪逆的方法进行,其误DB21/T 1455.62008 4 差范围在 0.51 个像元之内。6.5 图像合成 为提取卫星资料中所含大雾信息，首先需生成多光谱彩色图像，以便对图像中水体、植被、云系等目标进行人工判识。6.6 图像增强 为了改善图像视觉效果并便于分析，对图像进行线性、指数、对数、分段、均衡和直方图、拉普拉斯等增强处理。6.7 图像操作 包括子图截取、双线性插值、三通道图像合并、分离等一系列图像处理的基本操作。6.8 图像运算 包括加、减、乘、除、指数、逻辑等双图运算。6.9 服务应用 当大雾发生时进行监测，内容包括大雾分布区域、大雾面积提取与计算以及行政边界和经纬度网格叠加、大雾监测服务产品制作和发布。