卫星气象学 第四章卫星云图资料的接收和处理
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姓学院专1.实习目的1)云图数据读入并绘图2)设计云图增强层次。
自定义色标;RGB配特定颜色3)对云图进行多种增强处理,并对比增强前后的差异2.实习方案1)准备工作。
把文件夹satellite-practise中的如下文件拷贝到“Matlab\work\”目录。
以上文件说明如下:satellite_data.mat % 卫星数据以matlab mat格式存放数组形式colormap_user_define.m % 用户自定义的色标子程序practise .m %本次实习要使用的主程序bt.txt %卫星数据中的亮度温度数据longitude.txt %卫星数据中与bt.txt所对应的经纬度位置数据latitude.txt %卫星数据中与bt.txt所对应的经纬度位置数据2)启动matlab 和实习主程序。
点击“打开”则看到主程序。
程序解读: 见程序注释。
3)读入卫星数据并绘图。
读入卫星数据可以使用以下两种方法之一来实现。
(1)方法一: 使用fopen和fscanf等函数读入“.txt”文件中的数据。
(2)方法二:使用load语句读入“.MA T”文件中的数据。
4)增强处理与效果比较程序中可修改的程序段:(1)用自动色标时的语句为set(gca,'CLim',[200 300]); %色标的范围可以改变[200 300], 但为了对比, 程序中前后三段要一致。
(2)自定义色标时的语句为:levels=200:10:300; % every 10 K one color;可调整其中的数字“10”。
“10”表示在亮温度[200 300]区间内每10 K改变一种颜色。
(3)用RGB配色时: 把图像像素值除以像素值最大值255得到归一化图像,故各种颜色只能在0-1内变化。
RGB配色规则举例如下:1 0 0 表示红色0 1 0 表示绿色0 0 1 表示蓝色1 1 1 表示白色0 0 0 表示黑色0.5 0.5 0.5 表示灰色下面是一个RGB调色表:[ 0 0 0.60 0 1.00000 1.0000 1.00000 0.6 00 1.0000 01.0000 1.0000 01.0000 0.6000 00.8000 0.4000 01.0000 0 00.6000 0 00.6000 0 0.60001.0000 0 1.0000 ]其中每种颜色均可调(包括不同程度的灰色)。
气象卫星影像处理与应用第一章:引言气象卫星是指在地球轨道上运行,主要用于气象探测、气象监测和气象预报的人造卫星。
气象卫星可以提供高空大范围的信息,为气象预报和自然灾害情况的监测提供了非常重要的数据。
在气象卫星中,卫星影像是最为常见的数据形式。
随着计算机图像技术的不断提升,气象卫星影像处理也在不断的完善和发展,并广泛应用于气象预报、环境监测、农业、水资源管理等领域。
本文将针对气象卫星影像处理和应用展开讲解,包括气象卫星影像处理流程、影像处理技术、气象卫星影像在气象预报、环境监测、农业、水资源管理等方面的应用。
第二章:气象卫星影像处理流程气象卫星影像处理流程主要包括数据预处理、影像增强、影像分类、遥感信息提取等步骤。
(一)数据预处理气象卫星数据采集回传的过程中,数据可能存在噪声、数据丢失和图像畸变等问题,因此需要进行数据预处理。
数据预处理包括数据空间分布均衡、运动补偿和频率域滤波等。
(二)影像增强影像增强是一种图像处理技术,在气象卫星影像处理中起到了至关重要的作用。
影像增强可以增加图像的对比度、清晰度和鲜艳度,从而更好地提供气象信息。
常见的影像增强技术包括直方图均衡化、分段线性变换、非线性拉伸等。
(三)影像分类气象卫星影像分类是指将影像中的不同部分区分出来,并标记成不同的类别。
影像分类可以提供图像中不同区域的信息,有利于气象预报和自然灾害的监测。
常用的影像分类技术包括基于像素和基于目标的分类方法。
(四)遥感信息提取遥感信息提取是指从遥感数据中提取有用的地理信息。
在气象卫星影像处理中,遥感信息提取是非常重要的,它可以提取出气象要素,如云、水汽、温度等信息。
常见的遥感信息提取方法包括图像分割、特征提取和分类等。
第三章:影像处理技术影像处理技术是气象卫星影像处理中的重要技术支撑,它包括数字图像处理技术、计算机视觉技术和机器学习技术。
(一)数字图像处理技术数字图像处理技术是指通过数字计算机进行图像处理的技术。
第一、二章1. 简述卫星气象学的主要内容。
卫星气象学是利用气象卫星探测各种气象要素,并将资料应用于大气科学的学科。
1) 研究60km 以下大气中各种气象要素的获取和应用。
2) 研究大气目标物、云和地表辐射光谱特性及电磁辐射在大气中的传输规律。
3) 寻找从卫星探测和获取大气中主要气象要素和大气现象的理论与方法。
4) 气象卫星资料的接收、处理和分发、数据管理和存储、质量控制。
5) 气象卫星资料直接在天气预报、大气科学研究中的应用。
2. 简述气象卫星遥感的分类和特点。
分类:○1按工作方式划分: 主动遥感和被动遥感 ○2按电磁波谱段划分:(1) 紫外遥感 (2) 可见光遥感 (3) 红外遥感 (4) 微波遥感 ○3按探测对象划分: 大气、海洋、农业、地质 ○4按信息形式划分: 图像方式和非图像方式 特点:○1轨道固定 ○2超大范围 (1) 极轨卫星:高度850km, 东-西范围3000km(2) 静止卫星:高度36000km,范围1.7×108km²○3自上而下 ○4遥感方式 ○5应用面广 3. 名词解释:倾角、星下点、截距、轨道数。
倾角:卫星轨道平面与赤道平面之间的夹角星下点:卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点,星下点在地球表面上运动轨迹称为星下点轨迹截距:卫星绕地球旋转一周后,地球相对卫星转过的度数,及两个升交点之间的度数差轨道数:卫星从第一个升交点到以后任何一个升交点环绕地球运行一圈的数目4. 简述开普勒卫星运动三定律。
(1)开普勒第一定律:卫星运动的轨道是一个圆锥截线,该截线的一个焦点与地球的质心相重合。
(2)开普勒第二定律:卫星的地心向径,即地球质心与卫星质心间的距离向量,在相同的时间内所扫过的面积相等。
(3)开普勒第三定律:卫星运行周期的平方,与轨道椭圆长半径的立方成正比且为一常量,而该常量等于地球引力常数GM 的倒数。
5. 简述第一、第二、第三宇宙速度。
第一宇宙速度:1 实现圆轨道的条件和环绕速度当卫星的入轨速度使离心力等于地球引力时:第二宇宙速度:实现椭圆轨道的条件和环绕速度 当卫星的入轨速度使离心力大于地球引力时,即a →∞,由卫星活力公式得:第三宇宙速度:实现双曲线轨道的条件和环绕速度若卫星的离心力大于太阳的引力,卫星脱离太阳系进入银河系的速度为 6. 简述卫星轨道的分类。
雷达与卫星气象学第一部分第一章一、我国天气雷达的频率范围1.S波段天气雷达的频率范围在2700MHz-2900MHz;C波段天气雷达的频率范围在5300MHz-5500MHz;X波段天气雷达的频率范围在8000MHz-12500MHz;2.CINRAD-SA\CINRAD-SB\CINRAD-CB分别属于哪个波段。
二、天气雷达原理及组成:1.常规天气雷达:天气雷达间歇性地向空中发射电磁波(称为脉冲式电磁波),它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播,在传播的路径上,若遇到了气象目标物,脉冲电磁波被气象目标物散射,其中散射返回雷达的电磁波(称为回波信号,也称为后向散射),在荧光屏上显示出气象目标的空间位置等的特征。
2.多普勒天气雷达:当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时,如遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率出现频率差,称为多普勒频率。
根据多普勒频率的大小,可测出目标对雷达的径向相对运动速度;根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。
同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线,滤除干扰杂波的谱线,可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。
所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强,能探测出隐蔽在背景中的活动目标。
3.天气雷达组成:主要由天线、馈线、伺服、发射机、接收机、信号处理、产品生成、显示终端等组成。
天线:发射/接收电磁波;馈线:传导电磁波;伺服:天线等的运转;发射机:产生电磁波;接收机:接收处理电磁波信号处理:处理回波信息;产品生成:根据算法,生成应用产品/控制雷达;显示终端:显示产品、控制雷达4.新一代天气雷达的基本结构:主要由三大系统组成:RDA—雷达数据采集子系统;RPG—雷达产品生成子系统;PUP—主用户终端子系统。
5.RDA主要结构:天伺系统、发射机、接收机、信号处理;主要功能是产生和发射射频脉冲,接收目标物对这些脉冲的散射能量,并通过数字化形成基本数据——反射率因子、平均径向速度和径向速度谱宽。
公司简介——服务创造价值创新成就未来——河海科技——中国气象卫星遥感技术领导品牌,领先的气象科技产品与业务平台解决方案供应商。
河海科技致力于民航气象业务系统建设等众多领域的研究和开发,为民航气象部门提供全面专业的业务平台解决方案,是国内同行业研发实力最强、产品线最完善、系统最稳定可靠,服务响应最迅速、客户满意度最高、市场占有率最大的民航气象领域高新技术企业之一。
自1998年3月成立近20年以来,河海科技通过不断的技术创新和发展壮大,公司已通过软件企业认定和软件产品登记,获得ISO9001质量管理体系认证、CMMI 3级软件企业成熟度国际认证,具有政府颁发的高新技术企业证书,拥有二十多项软件产品自主知识产权(著作权)专利,公司的研发成果多次获得省部级、多项厅局级科技进步奖和优秀软件产品奖。
河海科技坚持“服务创造价值,创新成就未来”的经营理念,坚持以客户为中心,以市场为导向,以科技创新为动力,不断跟踪国内外先进技术动态,持续投入新产品的研发,以雄厚的研发实力和运营团队为后盾,将创新作为第一生产力,恪守对客户、员工与社会的承诺。
河海科技胸怀远大的理想,不断为中国气象事业的发展贡献自己的力量。
一、产品概述风云4号(FY-4)气象卫星是我国新一代地球同步轨道气象卫星,装载多种观测仪器,包括多通道扫描成像辐射计、干涉式大气垂直探测仪、闪电成像仪和空间环境监测仪器等。
河海FY-4气象卫星云图接收处理系统主要用于接收和处理FY-4气象卫星所观测的高分辨率数字化资料,24小时自动接收处理辐射计14个通道、垂直探测仪和闪电成像仪的数据,整个系统由天线、馈源、高频放大器及下变频器、FY-4云图数据接收机、数据处理计算机和河海FY-4气象卫星云图接收处理软件等组成,提供包括云和大气产品、地表类产品、天气产品、辐射产品等多种产品。
河海FY-4气象卫星云图接收处理系统符合民用航空静止气象卫星资料处理系统技术规范(编号:AP-117-TM-2016-01)。