Двухмерный простой многомасштабный метод обнаружения слоев космического лазерного радара для облаков и аэрозолей

YU Hongyang ,  

XU Weiwei ,  

MAO Feiyue ,  

ZANG Lin ,  

GONG Wei ,  

摘要

Космический лазерный радар способен наблюдать вертикальное распределение облаков и аэрозольных характеристик, что является уникальным средством изучения и мониторинга облаков и аэрозолей. Космический лазерный радар с вертикальным ортогональным поляризационным излучением (CALIOP) работает в орбите уже много лет и предоставляет большой объем данных об облаках и аэрозолях. Определение пространственного расположения облаков и аэрозолей из данных лазерного радара является предпосылкой для точной инверсии и извлечения информации о слоях. Официальный алгоритм CALIOP использует премаховые пороги опыта для обнаружения слоев, что приводит к большому количеству пропущенных слоев. Текущие методы проверочных гипотез, такие как одномерный простой многомасштабный алгоритм (1D-SMA), используют проверочные индексы вместо установленных традиционными опытными порогов и повышают точность обнаружения. Однако все вышеперечисленные методы не учитывают пространственную непрерывность сигналов слоев на двумерном вертикальном профиле, и по-прежнему присутствует явление пропущенных слоев. Поэтому в данной статье был представлен двумерный простой многомасштабный алгоритм (2D-SMA) на основе биномиального распределения вероятности, заменяющий опытный пороговый массив статистическими моделями вероятностей и использующий при этом несколько контуров двумерного обнаружения слоев, покрывающих пространственную связь сигналов смежных контуров. Новый алгоритм обеспечивает общую площадь обнаружения слоев на полном горизонтальном разрешении (5-80 км), которая в сравнении с официальным алгоритмом CALIOP увеличилась на 50,45%, а по сравнению с одномерным методом 1D-SMA - увеличилась на 32,45%. Новый алгоритм обеспечивает обнаружение слоев на горизонтальном разрешении от 5 до 20 км, сравнимое с общей площадью обнаружения слоев официального алгоритма.

关键词

Космический лазерный радар; CALIOP; облака и аэрозоли; обнаружение слоев; многомасштабность

阅读全文