面向水体的HY-1B/COCTS图像条带噪声去除

HY-1B/COCTS是我国自主研发的第2颗海洋卫星HY-1B星搭载的水色水温扫描仪(Chinese ocean color and temperature scanner,COCTS)。由于COCTS的不同探测器对地物光谱响应有差异,其图像的行间存在明暗的条带噪声。针对COCTS图像在水色遥感中的应用特点,在分析可见光-近红外波段地物光谱特征的基础上,使用其第4和第8波段数据构建的归一化差分水体指数(normalized difference water index,NDWI)提取图像的水体信息;采用矩匹配法对COCTS图像水体区域的条带噪声进行去除,并以均值、标准差、信噪比、偏度、峰度、信息熵和平均梯度7个指标对条带噪声去除后的COCTS图像进行质量评价。结果表明,该方法能有效消除图像的条带噪声,使图像质量得到改善。

浙江多源融合实况分析产品质量评估及应用

浙江省气象资料业务系统(MDOS)于2019年10月起接入国家气象信息中心研制的5 km多源融合实况分析产品,利用浙江省范围地面考核自动站,对气温、风、相对湿度、能见度、二源降水、三源降水等6大类观测要素的月平均相关系数、月平均绝对误差、月平均均方根误差进行逐月评估。评估结果良好,投入本地化应用。CMPAS三源融合降水数据能够精确的反映雨量的实况,应用于浙江2020年梅汛期降水监测、"黑格比"台风降水监测以及行政区面雨量计算。

外部门融合数据气温要素的质控研究

以气象数据库为参考标准,根据各部门提供的报文结构说明,解译实时上传的各类报文资料,建立存储外部门数据的数据库,实现数据库的实时更新。通过小时气温数据的缺测值检查、气候界限值检查、内部一致性检查、时间一致性检查、空间一致性检查,完成对外部门数据中的气温要素在气象学意义上的质量控制,建立浙江省实时质量控制业务流程,实现基于"一张图"的气象站与外部门站点数据融合,加快推进多源信息在气象中的应用。

基于多时相Sentinel-1A SAR数据草原地区降水量反演

水资源对草原地区牧草生长至关重要,准确获取降水量信息对陆地生态系统和水循环研究具有重要意义。基于降水过程前后土壤含水量变化引起的介电常数变化,会导致后向散射系数变化这一事实,提出了基于多时相SAR数据反演降水量的方法。以二连浩特和锡林浩特2个观测站点为例,利用降水过程前后Sentinel-1A SAR数据和降水量数据进行研究及对比验证。结果表明,降水过程前后后向散射系数差值与降水量的回归关系较好;采用该方法可以获得植被覆盖度较低地区真实的降水量空间分布;二连浩特地区2015年9月21日的降水量空间分布与考虑影像获取时间和大气运动后的MODIS大气可降水量产品数据空间分布一致性较高。

标准化变换对高光谱影像波段选择影响

针对高光谱影像波段选择方法常采用方差大小度量波段信息量、忽略了地物不同波段光谱响应差异的问题,提出了基于标准化变换的波段选择方法。以江苏省里下河地区2009年9月7号的Hyperion影像为例,系统比较了影像标准化变换对3个经典波段选择指数(OIF、SI和CI指数)的影响以及3个指数各自最优波段组合对影像分类结果的影响,同时考虑了波段个数(3、4和5)对分类精度的影响。得出结论:标准化变换提高了OIF和SI指数对应最优波段组合的分类精度;OIF指数随着波段个数的增加表现力下降;CI指数表现最稳定,在波段个数为5时,分类结果达到最好,总体分类精度达到90.06%,Kappa系数为0.871 7。

浙江省MDOS疑误信息查询系统设计与开发

为提升自动站实时观测数据有效性和可用性,缓解台站业务人员工作压力,基于气象资料业务系统(MDOS 2. 1),针对浙江省气象资料疑误信息处理应用反馈实际,分析了个性化需求,按照'谁反馈谁负责'原则,设计了以反馈用户为考核对象的疑误信息反馈查询统计系统,介绍了系统设计的背景、思路及功能;基于短信与弹窗提醒实现省级1 h主动疑误信息报警,具有一定的普适性,为外省气象部门提供参考。

用小时雨量统计的雨量时程方程及其改进

分析一个降水过程中降水强度随时间的变化规律情况,本文以小时为时间单位,用雨量时程方程对小时降水量进行统计,分析了降水历时T中的最小降水强度。为了提高降水强度的精度,对雨量时程方程作了改进。结果表明利用雨量时程方程对小时降水量进行统计的方法是可行的,改进后的雨量时程方程在一定程度上提高了降水强度的精度。

浙江省气象与水文站点降水观测资料对比分析

利用浙江省2020年1-12月气象和水文站降水资料,选取23对距离50 m内的邻近站,对比评估2种观测系统在不同降水量级、逐月变化等方面的相关性和差异性。结果表明:(1)水文与气象观测降水呈高度相关,水文年降水比气象平均偏少47.0 mm,总体较气象偏小2.7%;(2)夏季降水差异最大,8月是一年中绝对误差、相对误差较大的月份;(3)两套系统在不同降水量级相关性显著,相对误差在2.27%~3.87%,均低于国内中尺度自动气象站日降雨量平均测量误差,小时降水量在0.1~0.5 mm时,由于仪器观测精度不同,导致差异明显;(4)0.5 mm以上的气象、水文降水资料高度一致,开展数据的共享融合有利于优化气象与水文部门间的站网布局,可为防汛抗旱、流域精细调度和气象服务提供更精细、更全面的基础数据支撑。

基于混合优化RBF神经网络的月平均气温预测

针对径向基函数(RBF)神经网络关键参数的优化问题,提出基于遗传操作的粒子群混合优化RBF神经网络算法,通过结合遗传操作,避免粒子群潜在的局部收敛。将此方法应用在月平均温度预测中,并与传统的RBF和BP神经网络同期对应的预测结果进行对比。结果表明,混合优化的RBF神经网络在预测精度和稳定性方面均优于传统算法,可以为短期气候预测提供参考。

三个激光测风雷达与探空测风对比分析

本文利用2021年4月26日至5月16日杭州国家基准气候站L波段探空测风雷达,对同时段,同址的佐格、华航、蓝盾三个不同厂家的激光测风数据进行对比分析。结果表明:(1)稳定性上,蓝盾测风雷达设备的稳定性最高,其次为佐格,华航最低。(2)数据获取率上,佐格测风雷达数据获取率最好,探测高度更高,蓝盾次之,华航测风雷达数据获取率最低,但是蓝盾测风雷达在雨天表现稳定。(3)数据准确性上,1700m以下,佐格与华航的风速测值更接近于探空风速值,平均差值在0.9m/s至1.04m/s之间,蓝盾次之,风向华航值更接近于探空,佐格次之,蓝盾偏差相对较大。1700m以上,因华航测风雷达探测高度受限,分析佐格、蓝盾第5分钟和第10分钟风速,风向数据准确性,发现佐格、蓝盾均是第5分钟的测风数据更接近于探空,平均差值介于0.6~1.2m/s,佐格测风雷达风向更接探空风向数据。(4)从个例分析,三个激光测风雷达风速廓线与探空风速廓线在整体上吻合度非常高,但在1000m到2000m高度,测风雷达风速波动比较大,具体原因还需要通过大气气溶胶廓线进一步验证。

气象地面实时历史统计数据云存储技术研究

气象数据精度高、数据量大,传统的数据存储模式已不能满足高并发、快时效的业务需求。因此,采用云存储技术建立地面实时历史一体化长序列统计应用数据库,实现地面实时数据与历史数据无缝衔接。将浙江省75个国家站和3400个区域站历史数据与传统关系型数据库进行任意时段、不同并发数的统计时效对比实验。实验结果表明,云关系型数据库具有更高的存储和查询效率,且在高并发情况下稳定性更好,性能比传统关系型数据库提升了1个数量级。该研究成果通过气象云大数据平台数据服务系统,为气象预报和科研业务提供了快速、便捷、高效的数据服务。

浙江省自动气象站实况数据显示系统开发与实现

本文基于GMap. NET、数据库等相关技术,设计并实现了基于与高德离线地图的浙江省自动气象站实况数据显示系统。通过增加高德地图引擎支持,使用GMap.NET开发地图图层与数据图层,提供了气温、降水、风向风速等地面要素实况数据丰富的展示服务。基于内存流访问方式与数据过滤规则实现了高效的动态绘制风杆风羽和格点数据的交互响应,在实况站点数据上叠加显示格点值给实况业务分析工作带来了很多便利。

浙江省地面气象分钟数据监控传输方案设计与实现

按照观测自动化改革要求,浙江省国家气象站地面、高空、辐射、酸雨标准格式(BUFR)数据自2019年6月起正式作为业务数据开始传输。气象数据传输量的激增容易产生台站数据上传成功,但省级气象资料业务系统(MDOS)数据库中小时数据缺报、分钟数据空白的现象,影响了数据的及时率和可用率。为有效解决台站上传数据入库异常的问题,减少省级通知、台站补传的工作量,基于气象资料业务系统(MDOS)和综合观测软件(ISOS),研发了地面气象站BUFR数据监控自动补传软件,实现缺测数据台站端实时解析并自动补传入库的功能,提高了数据的及时率和可用率。目前该软件已推广到全省75个国家自动气象站,效果良好,为气象服务提供了更完整的数据支撑。