Космический лазерный радар способен наблюдать вертикальное распределение характеристик облаков и аэрозоля и представляет собой уникальное средство изучения и мониторинга облаков и аэрозоля. Ортогональный поляризационный облаковый и аэрозольный лазерный радар (CALIOP) работает на орбите многие годы, предоставляя множество данных обсерваций облаков и аэрозоля. Выявление пространственного расположения облаков и слоев аэрозоля на лазерных данных является предпосылкой для точной инверсии и извлечения информации о слоях. Официальный алгоритм CALIOP применяет эмпирические пороговые значения для обнаружения слоев, что приводит к большому числу случаев упущения слоев. Действующие методы, такие как одномерный простой многомасштабный алгоритм (1D-SMA), использующие проверочные тесты для определения, является ли данная сигнатура соответствует предполагаемому распределению фоновой атмосферы, исключают установление традиционных эмпирических пороговых значений, что повышает точность обнаружения. Однако эти методы не учитывают пространственную непрерывность сигнала слоёв в двумерной вертикальной сцене, и продолжают случаи упущений. Авторы предлагают новый алгоритм, основанный на биномиальном распределении вероятностей (2D-SMA), который заменяет эмпирический пороговый массив статистической моделью вероятностей, а также сочетает окна обнаружения слоев для нескольких профилей, что позволяет использовать пространственную взаимосвязь сигналов смежных профилей. Новый алгоритм обнаруживает общую площадь слоёв с горизонтальным разрешением (5-80 км) на 50,45% больше, чем официальный алгоритм CALIOP, и на 32,45% больше, чем одномерный метод 1D-SMA. Новый алгоритм обеспечивает количество обнаруженных слоёв, сопоставимое с общим обнаружением официального алгоритма с горизонтальным разрешением всего от 5 до 20 км. Наконец, авторы подтверждают надежности нового алгоритма, проверяя коэффициент отражения гололёда.

remote sensing;spaceborne LiDAR;CALIOP;cloud and aerosol;layer detection;Multiscale