طريقة اكتشاف المستويات الثنائية البسيطة للرادار الليزري الفضائي للغيوم والهواء المعلق
摘要
يمكن للرادار الليزري الفضائي مراقبة توزيع السمات العمودية للغيوم والهواء المعلق، وهو وسيلة فريدة لدراسة ومراقبة الغيوم والهواء المعلق. يعمل الرادار الليزري الفضائي ذو القطبية العمودية للغيوم والهواء المعلق (CALIOP) منذ سنوات عديدة في المدار، وقدم كمية كبيرة من البيانات المراقبة العمودية للغيوم والهواء المعلق. يعد كشف مواقع الغيوم والهواء المعلق في البيانات الليزرية جزءًا أساسيًا لعمليات الاسترجاع الدقيقة واستخراج المعلومات. اعتمدت الخوارزمية الرسمية لـ CALIOP على قيم عتبة تجريبية لكشف المستويات، وهناك العديد من الثغرات في كشف المستويات. تعتمد الخوارزمية الاحتمالية البسيطة لعدة مقياسات (1D-SMA) كخوارزمية اختبار فرضية، فيما تتفادى استخدام مصفوفة القيم العتبة التقليدية من خلال فحص ما إذا كان الإشارة المعطاة تتوافق مع افتراضات توزيع الغلاف الجوي الخلفي، مما يعزز دقة الكشف. ومع ذلك، لم تنظر الطرق السابقة جميعها في استمرارية إشارة المستوى في سيناريو القطاع العمودي الثنائي البعدية، ولا زالت تحدث حالات تفاقم لتفريط المستويات. لذلك، تمت مقترحة الخوارزمية البسيطة لعدة مقياسات الثنائي البعدية (2D-SMA) بناءً على توزيع احتمالية برنولي، واستبدال موديل القيم العتبة التجريبية بنموذج احتمالي إحصائي، بالإضافة إلى استخدام نافذة كشف المستويات ثنائية البعدية تغطي عدة ملامح عمودية متجاورة، مما يمكن استخدام الإشارة المتصلة الفضائية. حيث حققت الخوارزمية الجديدة زيادة بنسبة 50.45٪ في إجمالي مساحة المستويات المكتشفة شاملة للقطاع الأفقي (5-80 كم) مقارنة بالخوارزمية الرسمية لـ CALIOP وزيادة بنسبة 32.45٪ مقارنة بأسلوب 1D-SMA من الخوارزمية الأحادية. ويمكن أن تساوي الخوارزمية الجديدة فقط حجم الكشف عن المستويات مع الخوارزمية الرسمية في القطاع الأفقي (5-20 كم). أخيرًا، تم التحقق من موثوقية الخوارزمية الجديدة من خلال تقييم نسبة انحراف الإعادة للسحب الجليدي.
关键词
رادار الليزر الفضائي؛ CALIOP؛ غيوم وهواء معلق؛ اكتشاف المستويات؛ متعدد المقاييس