成都信息工程大学刘海磊获国家专利权
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龙图腾网获悉成都信息工程大学申请的专利一种基于气象卫星的云天大气可降水量估算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119358747B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411468576.0,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权一种基于气象卫星的云天大气可降水量估算方法是由刘海磊;张升兰;邓小波;尧婷设计研发完成,并于2024-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于气象卫星的云天大气可降水量估算方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于气象卫星的云天大气可降水量估算方法,属于气象卫星探测技术领域。基于大气探空廓线使用相对湿度阈值方法进行云检测,利用大气辐射传输模式MODTRAN进行云天情况下的气象卫星近红外和热红外水汽通道的辐射模拟计算。近红外和热红外水汽通道能探测云上的大气可降水,数值预报模式可提供整层大气的温度、湿度廓线分布和总大气可降水量。假定数值预报的大气廓线形式是正确的,但需要进行偏差订正。将近红外和热红外水汽通道的辐射、模式预报的温度、湿度廓线作为输入,利用卷积神经网络构建云天大气可降水量估算模型。本发明使用了多波段观测和数值预报模式信息,考虑了大气辐射传输过程,获得的云天大气可降水量精度较高。
本发明授权一种基于气象卫星的云天大气可降水量估算方法在权利要求书中公布了:1.一种基于气象卫星的云天大气可降水量估算方法,其特征在于,包括: 步骤1.收集大气探空气球大气廓线数据和数值预报模式大气廓线数据,对大气探空气球大气廓线数据和数值预报模式大气廓线数据进行异常值筛选,进行这两类大气廓线时间和空间匹配,形成时空匹配的探空气球大气温度、大气湿度、压力廓线和数值预报模式大气温度、大气湿度、压力廓线; 步骤2.利用相对湿度阈值方法对步骤1所收集的大气探空气球大气温度、大气湿度、压力廓线相对阈值云检测,获取大气的云垂直分布结构,进一步形成与数值预报模式时间和空间匹配的云天情况下的大气温度、大气湿度、压力廓线数据集; 步骤3.利用中光谱分辨率大气辐射传输模式MODTRAN和步骤2收集的云天情况下的大气温度、大气湿度、压力廓线数据集,设置气象卫星MODIS的仪器特征参数、太阳高度角和卫星观测角,进行云天情况下的气象卫星MODIS的近红外和热红外水汽通道的反射率和亮温模拟计算; 步骤4.对步骤2收集的云天情况下的大气温度、大气湿度、压力廓线进行分层垂直积分计算,计算获取大气探空气球的云层上部和整层大气总的大气可降水量; 分层垂直积分为:对分层大气温度、大气湿度、压力廓线进行积分,计算出大气可降水量; 进行整层大气温度、大气湿度、压力廓线积分获取整层大气总的大气可降水量,进行云层之上的大气廓线积分获取云层之上的大气可降水量; 具体通过以下公式进行计算: 式中,PW为大气可降水量,g为重力加速度,Ps为地面气压或者云顶气压,Pt为大气廓线顶部气压,qυ为大气湿度信息; 步骤5.将步骤3模拟的云天情况下的气象卫星MODIS的近红外和热红外水汽通道的反射率和亮温,数值预报模式的大气温度、大气湿度、压力廓线作为输入,步骤4中大气探空气球的大气温度、大气湿度、压力廓线分层垂直积分的大气可降水量作为输出,进行模型训练、模型验证和误差评估,利用卷积神经网络构建云天大气可降水量估算模型; 步骤6.利用MODIS云检测产品区分云天和晴空像素,进而提取云天情况下的MODIS实际观测的近红外和热红外水汽通道的的反射率和亮温,根据气象卫星MODIS观测像素的经度和纬度提取数值预报模式的大气温度、大气湿度、压力廓线,将这些数据输入到步骤5构建的云天大气可降水量估算模型估算出云天大气可降水量。
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