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天地一体化风云四号A星数据服务系统的设计与实现徐喆;咸迪;高云;亓永刚【摘要】风云四号A星数据服务系统是风云四号卫星地面应用系统的重要组成部分,也将是实现气象卫星数据共享服务的基础平台.数据服务系统是一个综合的气象卫星信息服务系统,不仅可以提供数据的检索下载服务,还将为各类用户共享使用卫星数据提供各类辅助手段和信息帮助,满足国内外各类数据服务用户对气象卫星数据和信息以及云图动画的需求.根据风云四号卫星数据和产品的规格,建立稳定、可靠、安全的业务化卫星数据存档管理系统.通过天上卫星数据直接广播、CMACast 转播,地面Internet、专线通信等方式,建立天地一体化的、布局全国的风云四号A 星数据获取和共享服务体系.【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】6页(P55-60)【关键词】风云四号;数据服务【作者】徐喆;咸迪;高云;亓永刚【作者单位】国家卫星气象中心;国家卫星气象中心;国家卫星气象中心;国家卫星气象中心【正文语种】中文一、前言风云四号（FY-4）是我国第二代静止气象卫星，星载四类有效载荷：成像仪、探测仪、闪电仪和空间天气监测仪器包。
成像辐射计具有14个光谱波段，极大提高了遥感对地观测的空间、时间和光谱分辨率；干涉式红外探测仪将为区域数值模式和短临预报提供观测数据和新的应用模式；闪电成像仪可以作为强对流天气的“示踪器”。
与风云二号（FY-2）相比，风云四号原始数据量提高了160倍，产品数据量提高了80倍，每日数据量高达4TB。
风云四号A星（FY-4A）地面系统接收的实时资料，以及业务系统加工处理得到的各级数据和产品，在天气预报、生态环境监测等应用领域将发挥重要作用，在国民经济的多个领域（农业、林业、水利、环境、交通等）都有很强的应用需求。
数据服务系统是风云四号卫星地面应用系统九大系统之一，也是国家民用空间基础设施——气象卫星数据中心的重要组成部分，是实现气象卫星数据共享服务的基础平台。
Remote Sensing
风云四号
气象卫星天气应用平台及其应用
文 | 咸迪1 方翔1 贾煦
1. 国家卫星气象中心
2. 内蒙古锡林郭勒盟气象局
摘 要：风云四号气象卫星天气应用平台（SWAP2.0）是风云四号科学试验卫星地面应用系统工程应用与示范系统的重要组成部分，其主要目标是充分利用风云四号
气监测、环境监测等领域提供应用工具。
该平台基于“云
提供服务，已经在国内外得到广泛应用。
关键词：风云四号；卫星天气应用平台；天气监测；环境监测
图1 风云四号气象卫星天气应用平台“云+端”架构
（4）面向“一带一路”用户，实现多语言版
为了实现风云四号气象卫星等静止气象卫星数据和产品在卫星覆盖国家应用，卫星天气应用平台合作组织相关国家气象部门人员以俄语为主，同时风云四号气象卫星可以很好地覆盖以上国家，并提供高时间频率的区域观测数据和产品。
3. 平台主要版本
图2 单机版风云四号气象卫星天气应用平台界面图3 网络版风云四号气象卫星天气应用平台界面。
收稿日期：2020-05-23；定稿日期：2020-10-09资助项目：湖北省气象局科技发展基金专项(2019Q08)；湖北省气象局科技发展基金重点项目(2019Z07)第一作者：王明，主要从事卫星遥感监测与交通气象研究。
E-mail:*****************暴雨灾害TORRENTIAL RAIN AND DISASTERSVol.40No.2Apr.2021第40卷第2期2021年4月Night heavy fog identification based on FY-4A satellite and itspotential analysis in the service of expresswayWANG Ming 1,2,LIU Wenting 3,CHEN Yingying 1,JIA Wenqian 1,HE Mingqiong 1,ZHANG Cuihong 3,SONG Mingming 4（1.Hubei Provincial Meteorological Service Centre,Wuhan 430200;2.Institute of Heavy Rain,China MeteorologicalAdministration,Wuhan 430200;3.Wuhan Central Meteorological Observatory,Wuhan 430074;4.Yichang Meteorological Office of Hubei Province,Yichang 443000)Abstract ：By analyzing the AGR multi-channel data with high spatial and temporal resolution from the FY-4A satellite and the cases of heavy fog at night in Hubei Province from March 2018to February 2020,we first determined the identification threshold of night heavy fog at the AGRI long-wave infrared band (10.8μm)and mid-wave infrared band (3.72μm),then verified the satellite identification results with the surface meteorological observation data,and finally assessed the potential of night fog identification method in the application of highway service in Hubei Province.The results show that (1)the night heavy fog identified by the FY-4A satellite is basically consistent with that ob ⁃served by weather stations.(2)The satellite's identification hit rate for heavy fog at night is generally above 70%.Without considering the in ⁃fluence of terrain,the hit rate can be increased by 5%to 8%.Without considering the influence of cloud,the hit rate can be increased by 3%to 4%.(3)Compared with the highway traffic control information of Hubei Province,the hit rate of heavy fog identification from FY-4A satel ⁃lite at toll stations is higher than 70%.To areas where no heavy fog is observed at some national weather stations but the expressway is closedbecause of it,the satellite can effectively identify heavy fog.The identification information to heavy fog at night has great application poten ⁃tial in the highway traffic weather services.Key words:heavy fog identification;FY-4A satellite;expressway;traffic weather service王明,刘文婷,陈英英,等.2021.FY-4A 卫星夜间大雾识别及其在高速公路服务应用中的潜力分析[J].暴雨灾害,40(2):190-200WANG Ming,LIU Wenting,CHEN Yingying,et al.2021.Night heavy fog identification based on FY-4A satellite and its potential analysis in the service of expressway [J].Torrential Rain and Disasters,40(2):190-200FY-4A 卫星夜间大雾识别及其在高速公路服务应用中的潜力分析王明1,2，刘文婷3，陈英英1，贾文茜1，何明琼1，章翠红3，宋明明4(1.湖北省气象服务中心，武汉430200；2.中国气象局武汉暴雨研究所，武汉430200；3.武汉中心气象台，武汉430070；4.湖北省宜昌市气象局，宜昌443000)摘要：利用2018年3月至2020年2月FY-4A 卫星AGRI 高时空分辨率多通道数据与同期湖北省夜间大雾天气个例，先确定夜间大雾在AGRI 长波红外波段(10.8μm)和中波红外波段(3.72μm)的识别阈值，再使用地面气象观测站点资料对卫星识别结果进行检验；最后，结合高速公路交通管制信息，分析夜间大雾识别方法在湖北省高速公路服务应用中的潜力。
FY-4A遥感影像（DiskRegc区域）的⼏何校正FY-4A遥感影像（Disk/Regc区域）的⼏何校正思路1. 选择区域经纬度范围，根据公式计算算出对应的⾏列号，并赋值2. 构建经纬度查找表，进⾏GLT⼏何校正相较法1，法2速度快，且构建的GLT可以重复利⽤。
故本节主要介绍构建经纬度查找表进⾏GLT⼏何校正的⽅法。
1. N_DISK全圆盘（4km）有两种⽣成经纬度查找表的⽅法⼀、直接读取官⽹提供的⾓度数据集raw，⽣成lon/lat数据集。
⼆、读取FY4A-AGRI_N_DISK_1047E_L1-GEO-MULT_NOM数据集，其中有圆盘的⾏列号数据集，⽆值区域为-1/有值区域为对应的⾏列号，然后根据公式由⾏列号计算出对应的经纬度，⽣成经纬度数据集。
步骤1. ⽣成经纬度查找表数据集（法2）latitudelongitude2. 选定ROI区域，裁剪经纬度查找表和风云4A影像subset data fromROIs注意：裁剪区域必须在有值区域内，即不能包含圆盘以外的9999的⽆效值，否则ENVI在构建GLT的过程中会卡死。
3. Build GLT注意：先选择lon，再选择lat，最后的Rotation选择04. Georeference from GLT依次选择GLT⽂件、待校正数据，进⾏GLT⼏何校正。
结果展⽰⼏何校正后的FY-4A裁剪区域2. N_REGC中国区域（4km）由于官⽹没有提供REGC的⾓度数据集，⽽只提供了REGC的GEO⽂件（FY4A-_AGRI--N_REGC_1047E_L1-GEO-_MULT_NOM_20210608071500_20210608071917_4000M_V0001），所以这⾥需要读取⾏列号计算经纬度，⽣成经纬度数据集。
步骤1. ⽣成经纬度数据集（不同之处）以下步骤均相同。
2. 选取ROI区域，裁剪经纬度查找表和风云4A影像3. Build GLT4. Georeference from GLT结果展⽰展望1. 可通过gdalwarp.exe构建VRT的⽅式完成批量⼏何校正，待研究。
数据可视化技术在航天科技研究中的应用数据可视化技术是一种通过图表、图形和动画等方式将复杂的数据转化为直观、易于理解的形式的技术。
在航天科技研究中，数据可视化技术发挥了重要的作用，帮助科研人员更好地分析和理解各类航天数据，提高研究效率和成果质量。
1. 飞行轨迹可视化航天器在飞行过程中产生了大量的飞行轨迹数据，通过数据可视化技术可以将这些数据用直观的方式展示出来。
例如，采用地图、曲线图和动画等形式，可以清晰地显示航天器的飞行轨迹和速度变化。
这有助于科研人员更好地分析航天器的运行情况，监测飞行轨迹是否符合预期，并根据可视化结果进行相应的调整和优化。
2. 数据分析可视化航天科技研究中的数据分析是一项繁琐而复杂的任务，而数据可视化技术可以将这些庞大的数据呈现出来，使研究人员能够更直观地观察和分析数据。
通过合适的可视化方式，可以有效地发现数据之间的关联和规律，并从中获取有价值的信息。
例如，利用散点图、柱状图和热力图等图表，可以将不同变量之间的关系用直观的形式展示出来，帮助科研人员更好地理解和解释数据。
3. 航天器结构可视化航天器的结构非常复杂，包含了各种复杂的组件和系统。
通过数据可视化技术，可以将航天器的结构以三维模型的形式展示出来，使研究人员能够更清晰地理解和分析航天器的各个部分。
例如，利用三维渲染技术和虚拟现实技术，可以将航天器的内部结构和外部形态展示出来，帮助科研人员更好地进行设计和改进。
4. 数据监测与预警航天科技研究中的数据监测和预警是非常重要的环节，而数据可视化技术可以提供实时的数据展示和分析，帮助科研人员快速发现数据异常和问题，并及时采取相应的措施。
例如，通过实时监测航天器的各类传感器数据，并将其以可视化的形式展示出来，可以使研究人员及时发现任何潜在的问题，并进行及时的干预和修复。
综上所述，数据可视化技术在航天科技研究中具有重要的应用价值。
它不仅提供了一种直观、易于理解的数据展示方式，还帮助科研人员更好地分析和理解数据，并为研究成果的产生和科技进步的推动提供了有力的支持。
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2021年第15期·145·文章编号：2095－6835（2021）15－0145－02风云4A 卫星沙尘检测产品在内蒙古区域的应用王家乐，银笛（内蒙古气象信息中心，内蒙古呼和浩特010051）摘要：内蒙古是中国沙尘暴高发地区，如何做好沙尘精细化监测预警非常重要。
基于新一代静止气象卫星风云4A 沙尘检测实时产品，以内蒙古地区为研究区域，利用Matlab 和Python 开发语言，提取网格经纬度和沙尘分数，绘制沙尘检测图，为开展沙尘暴天气科研、预报预测以及气象服务提供数据支撑。
关键词：卫星；沙尘；Python ；NetCDF 中图分类号：P412.27文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2021.15.0641引言近年来，气象现代化建设推进迅速，天、地、空多种类的气象观测、探测设备日益丰富，气象信息的精度和时空密度都发生了根本性的改变。
目前，内蒙古观测沙尘暴数据的观测台站仅有11个，大部分集中在中西部地区，分布不均匀。
因此需要结合卫星数据协同对沙尘暴天气过程进行监测。
风云四号卫星是中国新一代静止气象卫星[1]，装载了多通道扫描成像辐射计（AGRI ），具备从高空检测沙尘的能力，且在天气晴朗无云的条件下沙尘天气检测效率非常高，且下发了jpg 格式的沙尘检测产品图片，但是制作的图片产品底图是纯黑色且不能着重凸显内蒙古区域的沙尘现象，产品如图1所示。
因此，本文以L2通道下NC 格式的FY-4A 气象卫星的沙尘检测产品为研究对象，分析沙尘指标，绘制内蒙古区域的沙尘检测图。
图1沙尘检测jpg 产品图2沙尘检测产品介绍文中选用的是风云四号卫星L2通道的全圆盘沙尘检测产品，产品格式为NC 格式，分辨率为4km ，主要应用产品的沙尘分数（DST ）数据，沙尘产品采用的是积分制，分数越高，则表示沙尘出现的概率越大[2]。
FY-4A卫星数据可视化及应用发布时间：2021-11-02T05:57:39.175Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：凌宏伟姜姗王大龙[导读] FY-4A卫星装载的垂直探测装置已经实现了运用光谱进行探测的高度，能够对大气的气温和湿度进行监测。
黑龙江省伊春市气象局黑龙江伊春 153000摘要：我国于2016年发射了第一颗FY-4A气象卫星，这是属于创新一代的高度静止卫星，它拥有着极高的分辨率，能对时间和空间进行准确的分析，以此达到监测空气中气象问题的作用，为了能够使FY-4A卫星的作用充分发挥出来，本文借助Python语言对FY-4A卫星的观测资料进行了可视化处理，并且将其绘制的图像和我国国家气象局的图像进行了比较。
根据研究结果表明，FY-4A卫星的绘制图像和气象局的卫星云图基本一致，所以FY-4A新一代卫星可以运用在航空以及气象探测的工作中。
随着我国科学技术的迅速发展，Python语言技术被运用到社会各领域中，由于Python语言能够较为迅速地对卫星数据进行探测，所以运用Python能够快速算出卫星的观测数据，为FY-4A卫星的进一步使用奠定技术基础。
本文根据介绍Python语言以及数据格式，提出了Python语言在FY-4A卫星数据分析中的具体应用，以期达到推进我国FY-4A卫星可视化发展的目的。
关键词：Python;FY-4A；闪电；全圆盘一、引言随着我国科技的迅速发展，我国卫星的研究水平也有了很大的提升，关于气象研究的卫星也有了极大的发展。
FY-4A卫星是我国于2016年在西昌发射的一颗气象卫星，这种新代气象卫星有着较大的装载空间，能够装载多种仪器来对气象进行探测。
根据相关数据表明，FY-4A 卫星的成像技术已经在国际卫星探测技术中处于领先地位。
FY-4A卫星装载的垂直探测装置已经实现了运用光谱进行探测的高度，能够对大气的气温和湿度进行监测。
二、.Python语言的简介Python语言是一种程序语言，主要用于进行解释类型的计算工作，是由荷兰学者于20世纪末首次研究并且提出的，这种Python拥有着强大的计算能力和数据库，能够将其他用于语言制作的模板进行结合。
FY4A卫星遥感资料在乌鲁木齐机场一次强对流天气中的应用初探胡建军【期刊名称】《自然科学》【年(卷),期】2022(10)3【摘要】本文使用FY2G、FY4A卫星、HTG-3微波辐射计等资料对乌鲁木齐机场2017年初夏一次强对流天气进行遥感探测分析,针对新型遥感侧资料在对航空飞行安全有重要影响的强对流天气的应用效果进行评估,结果表明:1) FY2G、FY4A 卫星资料对强对流的监视有较好的效果,FY4A卫星的TBB产品能定量地分析、显示对流云团的初生、发展、演变,强对流天气发生时,云顶温度梯度的移动方向能较好地解释系统移动、强度变化。
2) 微波辐射计资料能够较好地监测雷暴强对流天气的发生、发展。
微波辐射计的相对湿度、整层水汽含量和液态水含量资料能够很好地揭示冰雹、降水来临时空中水汽分布及层结。
冰雹发生时,空中水汽接近饱和。
而CAPE、Ki指数跃变的时间段与实况中雷暴发生的时间较为吻合。
液态水含量的伸展高度与雷暴云的高度有较好的对应关系。
而微波辐射计自带的气象站温度和相对湿度场能够大体反应出雷暴天气时气象要素的变化,但是略有滞后,而降水率方面,出现时间与实况较符合,但强度与实况有偏差。
微波辐射计在雷暴天气应用中具有较好的监视效果,预报员可以根据实时探测资料了解雷暴的伸展高度、强度,有利于提供更好的航空气象服务。
【总页数】8页(P277-284)【作者】胡建军【作者单位】民航新疆空中交通管理局乌鲁木齐【正文语种】中文【中图分类】P45【相关文献】1.微波辐射计资料在乌鲁木齐机场持续浓雾天气中的试验应用2.HTG-3微波辐射计资料在乌鲁木齐国际机场雷暴天气中的应用初探3.葵花8号卫星在白云机场一次强对流冰雹中的监测应用4.多源新型探测资料在西安一次强对流天气中的应用5.地基微波辐射计资料在乌鲁木齐机场冻降水天气中的应用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
FY4A对流初生产品在上海地区强对流天气监测预报预警中的应用效果分析FY4A卫星是中国自主研制的一颗气象卫星，它具备高空间分辨率、全天时观测的能力。
在气象预报和应急响应中，FY4A卫星的数据可以为预报员提供丰富的信息，辅助他们进行强对流天气的监测、预报和预警工作。
本文将以上海地区为例，分析FY4A对流初生产品在强对流天气监测预报预警中的应用效果。
首先，FY4A卫星可以提供高空间分辨率的观测数据。
传统的卫星数据分辨率较低，常常无法准确地观测到小尺度的天气系统。
而FY4A卫星的空间分辨率可以达到2公里，在上海地区的强对流天气监测中起到了关键作用。
预报员通过分析FY4A卫星提供的云图，可以准确地观测到云团的发展、演变和消散情况，从而及时判断强对流天气的活跃程度。
其次，FY4A卫星的全天时观测能力使得预报员可以实时掌握强对流天气的动态变化。
强对流天气常常发生在短时间内，传统的观测手段无法提供及时的信息。
而FY4A卫星每隔10分钟观测一次，可以实时监测到云的变化趋势。
预报员通过不断观测FY4A卫星提供的云图，可以对强对流天气的发展趋势进行预测，及早发布预警，提高社会公众和相关部门的灾害防范能力。
最后，FY4A对流初生产品通过基于卫星观测的云物理特征参数，为预报员提供了更多的天气信息。
对流初生产品可以提取出云团的亮温、云顶高度等参数，可以反映云团的强度、垂直发展特征等。
通过分析这些参数，预报员可以更好地了解强对流天气的形成机制，提高对其的认识和理解。
同时，对流初生产品还可以检测出云团的风场、风暴强度等信息，为预报员提供了更准确的强对流天气预测。
综上所述，FY4A对流初生产品在上海地区强对流天气监测预报预警中起到了重要的作用。
其高空间分辨率和全天时观测能力，为预报员提供了准确的天气信息，帮助他们及时预测和预警强对流天气。
同时，对流初生产品通过提取云物理特征参数，为预报员提供了更具体、更全面的天气信息，提高了预测的准确性和可靠性。
风云四号数据产品根据风云四号省级利用站系统处理生产产品分为5类，分别为图像产品、天气产品、环境监测产品、云和大气产品、气候产品。
可为气象预报、气候预测、农业服务、生态环境、民航服务等多个领域提供卫星数据服务。
1、图像产品图像产品包括可见光云图（0.64um,500m）、水汽云图（7um,4000m）、红外云图（11.2um,4000m）和彩色云图。
1.1 可见光云图在可见光波段测地面和云对太阳光的反射形成的图像产品，特点：成像迅速、时空分辨率高，直观形成水平分布连续。
使用可见光云图需进行二次定量分析。
主要应用于监测台风和观测天气的发生、发展及移动变化方面。
1.2 水汽云图吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射，并以图像表示得到水汽图，在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多。
主要应用于监测大气上层水汽的空间分布。
1.3 红外云图10.5~12.5um波段测量地表和云面发射的红外辐射，以图像来表示红外云图，是一幅亮度温度分布图，可用于推算地表面的温度。
1.4 彩色云图彩色云图是白天时刻将三个太阳反射率波段值进行RGB叠加的一种合成图，在晚上时刻用两个红外通道进行叠加得到彩色云图。
其中三个可见光波段使用的是快速大气订正后的反射率值，夜晚叠加夜光地图。
2. 天气产品降水估计产品和对流初生（强度）产品。
2.1降水产品降水估计产品利用多微波降水产品和多通道扫描成像仪数据，通过多微波降水融合、微波与红外降水融合，生成多源降水融合产品，成像仪的观测结果能够有效地反映降水的空间分布。
应用于定量降水预报、强降水短临预警的基础，对山洪地质灾害和中小河流洪水精细化预报起重要支撑作用。
2.2 对流初生（强度）利用多通道扫描成像仪多个通道，采用多光谱判识技术。
分辨率4km，时间分辨率5分钟和15分钟产品。
3、环境监测产品气溶胶（陆地和海洋）、雾检测、沙尘检测和火点检测。
第４７卷第３期２０１９年６月气 象 科 技ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．４７，Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１９ＦＹ－４Ａ卫星数据可视化及应用王清平１ 吴晓京２＊ 陈阳权１ 段杰１（１民航新疆空中交通管理局气象中心，乌鲁木齐８３００１６；２国家卫星气象中心，北京１０００８１）摘要 ２０１６年１２月１１日我国发射了ＦＹ－４Ａ新一代静止气象卫星，其高时间和空间分辨率能够加强航空气象中的监测应用，为了更好地应用ＦＹ－４Ａ卫星的各类观测产品，本文利用Ｐｙｔｈｏｎ语言实现对ＦＹ－４Ａ卫星ＡＧＲＩ观测仪器所探测的２ｋｍ、４ｋｍ分辨率的全圆盘和中国区域可见光、红外图像资料及７．８ｋｍ分辨率闪电监测资料进行解码并可视化显示出图，将绘制的卫星图像与国家卫星气象中心网站对外开放的卫星云图进行对比。
结果表明：两者显示较为一致，可以用于航空气象业务。
Ｐｙｔｈｏｎ语言语法简练，对于卫星ＨＤＦ和ＮＣ格式数据读取速度快，Ｐｙｔｈｏｎ的Ｎｕｍｐｙ工具包基于矩阵的运算能快速处理卫星观测数据，Ｂａｓｅｍａｐ库中多种投影方式可供业务应用，值得推广。
关键词 Ｐｙｔｈｏｎ；ＦＹ－４Ａ；闪电；全圆盘；ＬＭＩ中图分类号：Ｐ４１３ ＤＯＩ：１０．１９５１７／ｊ．１６７１－６３４５．２０１８０３３６ 文献标识码：Ａｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｘｋｊ．ｎｅｔ．ｃｎ气象科技作者简介：王清平，男，１９８５年生，学士，工程师，主要从事航空气象预报工作，Ｅｍａｉｌ：ｗｑｐ１００１＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０１８年６月１７日；定稿日期：２０１８年１０月３０日＊通信作者，Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｏｉｎｇｗｕ＠ｎｓｍｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ引言截止２０１８年７月，我国已发射近１６颗气象卫星，极轨气象卫星由最初的ＦＹ－１Ａ已发展至ＦＹ－３Ｄ，静止卫星由ＦＹ－２Ａ发展至新一代静止气象卫星ＦＹ－４Ａ。
ＦＹ－４Ａ于２０１６年１２月１１日在西昌卫星发射中心发射，风云四号是我国新一代静止气象卫星，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［１－２］。
ＦＹ－４Ａ星装载的多通道扫描成像辐射计，其１４个成像通道与国际水平相当。
装载的干涉式大气垂直探测仪在世界上首次实现了静止轨道红外高光谱探测，可以获取大气温湿度三维结构，处于国际领先水平。
风云四号装载的闪电成像仪首次实现了对亚洲大洋洲区域的静止轨道闪电持续观测。
国外只有美国新一代静止轨道气象卫星ＧＯＥＳ－Ｒ搭载了闪电成像仪，并对西半球美洲区域进行观测。
ＦＹ－４Ａ卫星分辨率高、产品丰富，但如何更好地使用这些新型探测资料是摆在我们面前的一个问题。
目前国际上用于气象行业的绘图可视化软件主要有ＧｒＡＤｓ（Ｇｒｉｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓ－ｔｅｍ）［３］，ＮＣＬ［４］是美国ＮＣＡＲ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）开发的主要针对模式输出数据的绘图软件包，ＮＣＬ提供了大量的大气科学领域的函数，包括插值，小波分析、谱分析、统计分析方面等。
ＩＤＬ［５］（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｄａｔａ Ｌａｎｇｕａｇｅ）是美国ＲＳＩ公司开发的对科学数据进行获取、分析和可视化的软件工具，它可以进行二维、三维数据可视化分析和显示，另外还有ＭＡＴＬＡＢ［６］，也可用于数据可视化分析和应用，但是ＭＡＴＬＡＢ和ＩＤＬ均为商业软件，购买费用较贵。
而Ｐｙｔｈｏｎ是目前国际上较为流行的开源软件，且具有成千上万的各种行业工具包，在科学领域有Ｎｕｍｐｙ、Ｓｃｉｐｙ，绘图领域有Ｍａｔｐｌｏｔｌｉｂ、Ｍａｙａｖｉ等，其中Ｍａｔｐｌｏｔｌｉｂ绘图包还自带Ｂａｓｅｍａｐ包，可用于气象数据地理信息绘制，方便气象人员使用。
国内使用Ｐｙｔｈｏｎ对气象领域的研究也有不少［７－８］。
高大伟［７］等使用Ｐｙｔｈｏｎ对每日ＣＭＡｃａｓｔ下发的最新风云二号Ｇ星（ＦＹ－２Ｇ）云导风（ＣＭＶ）和射出长波辐射（ＯＬＲ）两个定量业务产品进行实时自动化解码和可视化出图，显示效果与国家卫星气象中心下发的卫星天气应用平台（ＳＷＡＰ）显示较为一致。
王清平［８］利用Ｐｙｔｈｏｎ对中国气象局自动气象站数据进行了解码，并利用ＭＩＣＡＰＳ数据接口实现了气象数据的显示。
１ Ｐｙｔｈｏｎ语言介绍Ｐｙｔｈｏｎ语言是一种面向对象的解释型计算及程序设计语言，由荷兰人Ｇｕｉｄｏ ｖａｎ Ｒｏｓｓｕｍ于１９８９年发明，第１版公开发行于１９９１年。
Ｐｙｔｈｏｎ是纯粹的自由软件，源代码和解释器Ｃｐｙｔｈｏｎ遵循ＧＰＬ（ＧＮＵ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｃｅｎｓｅ）协议。
Ｐｙｔｈｏｎ语法简洁清晰，它具有丰富和强大的库。
常被戏称为胶水语言，能够把用其他语言制作的各种模块（尤其是Ｃ／Ｃ＋＋）很轻松的连结在一起。
由于Ｐｙｔｈｏｎ语言的简洁性、易读性及可扩展性，在国外用Ｐｙｔｈｏｎ做科学计算的研究机构日益增多，一些知名大学已经采用Ｐｙｔｈｏｎ来教授程序设计课程。
例如卡耐基梅隆大学的《编程基础》、麻省理工学院的《计算机科学及编程导论》就使用Ｐｙｔｈｏｎ语言讲课。
在科学计算方面，Ｐｙｔｈｏｎ有很多工具包可用，Ｎｕｍｐｙ、Ｓｃｉｐｙ、Ｍａｔ－ｐｌｏｔｌｉｂ是使用较为广泛的工具包，他们分别为Ｐｙｔｈｏｎ提供了快速数组处理、数值运算以及绘图功能。
Ｍａｔｐｌｏｔｌｉｂ工具包中包括Ｂａｓｅｍａｐ子工具包，该工具用于绘制地图，且包含二十多种地图投影，非常适合气象领域绘图。
大气科学是一门海量数据的科学，数值预报与卫星、雷达等其他探测资料数据量非常大，因此存储格式的选择对后续数据的读取、使用至关重要。
常用的格式有ｎｅｔＣＤＦ和ＨＤＦ，而Ｐｙｔｈｏｎ有对应的ｎｅｔＣＤＦ４和ｈ５ｐｙ工具包用于处理ｎｅｔＣＤＦ和ＨＤＦ格式。
２ ＮＣ和ＨＤＦ数据格式介绍美国大学大气研究协会（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｒｐｏｒａ－ｔｉｏｎ ｆｏｒ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＵＣＡＲ）Ｕｎｉｄａｔａ项目科学家针对科学数据的特点开发了一种面向数组型并适用于网络共享数据模式和编码标准，即ｎｅｔＣＤＦ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｍｍｏｎ Ｄａｔａ Ｆｏｒｍ）数据格式，ｎｅｔＣＤＦ格式开始主要用于存储大气科学数据，现已经成为许多数据采集软件生成文件的格式。
通过ｎｅｔＣＤＦ格式可以对网格数据进行高效的存储、管理、获取和分发。
该数据格式还有一大优点，即自描述特性，可将数据类型、创建时间、数据范围等信息写入文件，当数据使用者没有数据格式说明时可通过读取文件属性获得数据的说明，方便使用。
目前大气科学、水文、海洋、环境、地球物理领域广泛使用ｎｅｔＣＤＦ格式，例如：美国ＮＣＥＰ（美国国家环境预报数据中心）发布的再分析资料，ＮＯＡＡ的ＣＤＣ（气候数据中心）发布的海洋与大气综合数据集均采用ｎｅｔＣＤＦ作为标准［９］。
另一种广泛使用的科学数据格式为ＨＤＦ（Ｈｉ－ｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｆｏｒｍａｔ），ＨＤＦ是美国国家高性能计算应用中心（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ ＳｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＮＣＳＡ）为了满足各种领域研究需求而研制的一种能高效存储和分发科学数据的新型数据格式，该格式可以存储不同类型的图像和数码数据，并且可以在不同类型的机器上传输。
ＨＤＦ格式具有：自描述性、通用性、扩展性、跨平台性等优点。
ＨＤＦ文件可以包含６种基本数据类型：光栅图像、调色板、科学数据集、注解、虚拟数据和虚拟组。
ＨＤＦ最初产生于２０世纪８０年代，现在已经发展到ＨＤＦ５，目前应用领域广泛，许多遥感领域的影像采用ＨＤＦ格式存取，一些大的图形图像处理软件也提供接口读取ＨＤＦ文件。
例如：ＩＤＬ、ＭＡＴＬＡＢ、Ｐｙｔｈｏｎ等。
３ ＦＹ－４Ａ卫星数据可视化设计ＦＹ－４Ａ于２０１６年１２月１１日在西昌卫星发射中心发射，风云四号是我国新一代静止气象卫星，装载多种观测仪器，包括多通道扫描成像辐射计（ＡＧＲＩ）、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。
其ＡＧＲＩ包含１４个通道，其中０．６５μｍ通道最高分辨达到５００ｍ，具体各通道指标见表１。
中国气象局用户主要通过ＣＩＭＩＳＳ和国表１ ＦＹ－４Ａ卫星多通道扫描成像辐射计（ＡＧＲＩ）通道参数通道波长μｍ分辨率ｋｍ通道波长μｍ分辨率ｋｍ１ ０．４７ １ ８ ３．７２５ ４２ ０．６５ ０．５～１＊９ ６．２５ ４３ ０．８２５ １ １０ ７．１（６．９～７．３）４４ １．３７ ２ １１ ８．５（８．０～９．０）４５ １．６１ ２ １２ １０．８（１０．３～１１．３）４６ ２．２２５ ２～４＊１３ １２．０（１１．５～１２．５）４７ ３．７２５Ｈ２ １４ １３．５（１３．２～１３．８）４ 注：＊表示该通道可以进行抽样降低分辨率。
３０５第３期王清平等：ＦＹ－４Ａ卫星数据可视化及应用家卫星气象中心网站目前对外公布的ＡＧＲＩ观测数据获取。
ＡＧＲＩ数据文件主要包括全圆盘图和中国区域，闪电成像仪ＬＭＩ数据为１ｍｉｎ间隔观测数据。
目前没有下发具体的解码显示软件。
因此本文利用Ｐｙｔｈｏｎ对ＦＹ－４Ａ卫星的ＡＧＲＩ和ＬＭＩ仪器探测数据进行可视化出图，以便对卫星资料进行研究。
本研究采用Ｐｙｔｈｏｎ语言进行ＦＹ－４Ａ卫星观测数据可视化技术实现，其可视化处理流程如下：首先通过Ｐｙｔｈｏｎ的ｎｅｔＣＤＦ４和ｈ５ｐｙ等工具包对ＡＧＲＩ和ＬＭＩ数据进行读取，然后利用Ｍａｔｐｌｏｔｌｉｂ、Ｂａｓｅｍａｐ等工具包将带有地理信息的ＡＧＲＩ和ＬＭＩ数据在ｏｒｔｈｏｇｒａｐｈｙ和Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ两种投影模式中投影，最终对投影图像进行自动保存，该程序可设置图片保存格式，例如：ｐｎｇ、ｊｐｇ或者ｐｄｆ，同时可以设置图片的ｄｐｉ分辨率，具体流程见下图１。
图１ 数据可视化流程图３．１ 经纬度地理信息文件的生成卫星观测数据和地理信息数据是分别存放的，因此要准确的显示观测数据需要生成观测数据对应的经纬度信息表。
本文采用文献［１０］的计算方法将风云４Ａ卫星标称上的行列号与经纬度进行转换。
具体计算方法如下：第１步：求ｘ，ｙｘ＝π（ｃ－ＣＯＦＦ）／（１８０×２－１６ ＣＦＡＣ）（１）ｙ＝π（ｌ－ＬＯＦＦ）／（１８０×２－１６ ＬＦＡＣ）（２）式中，ＣＯＦＦ表示列偏移，ＣＦＡＣ表示列比例因子，ＬＯＦＦ表示行偏移，ＬＦＡＣ行比例因子，ｃ为标称数据上的行号，ｌ为标称数据上列号。
第２步：求Ｓｄ、Ｓｎ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓｘｙ Ｓｄ＝｛（ｈｃｏｓｘｃｏｓｙ）２－［ｃｏｓ２ ｙ＋ （ｅａ２／ｅｂ２）ｓｉｎ２ ｙ］（ｈ２－ｅａ２）｝１／２（３） Ｓｎ＝ｈｃｏｓｘｃｏｓｙ－Ｓｄｃｏｓ２ ｙ＋（ｅａ２／ｅｂ２）ｓｉｎ２ ｙ（４） Ｓ１＝ｈ－Ｓｎｃｏｓｘｃｏｓｙ（５） Ｓ２＝Ｓｎｓｉｎｘｃｏｓｙ（６） Ｓ３＝－Ｓｎｓｉｎｙ（７） Ｓｘｙ＝（Ｓ２１＋Ｓ２２）１／２（８）式中，ｈ为地心到卫星质心的距离，ｅａ表示地球的半长轴，ｅｂ表示地球的短半轴第３步：求ｌｏｎ，ｌａｔ，即标称数据对应的经纬度 Ｌｏｎ＝（１８０／π）ａｒｃｔａｎ（Ｓ２／Ｓ１）＋λＤ（９） Ｌａｔ＝（１８０／π）ａｒｃｔａｎ［（ｅａ２／ｅｂ２）（Ｓ３／Ｓｘｙ）］（１０）式（９）中λＤ表示卫星星下点所在经度。
