研究背景和意义-国家卫星气象中心
利用GPS和云图资料监测北京地区中小尺度降水的研究-高原气象
是能量输送和 平衡、灾害性 强降水产 生的重要 因 子, 在各种天气现象中扮演着极为重要的角色。湿 度场的分析质量会直接影响数值预报中降水预报的 准确性, 根据现有常规观测站资料分析的湿度场尺 度特征 , 对水汽场的进一步了解将有助于提高我 们对重大天气和暴雨的预报能力。沈桐立等 [ 2] 通过 同化云图资料湿度信息的试验表明: 湿度信息的加 入可改进大到暴雨的预报能力。因此将 GP S 资料 应用于气象研究中, 特别是应用于中小尺度天气的 短时和超短时预报, 对改进数值天气预报和气候模 式模拟均具有极为重要的意义 [ 3] 。 应用 GPS 技术遥感大气总水 汽量, 可 以为天 气和气候模式提供所需要的水汽信息 , 与其它 水汽探测手段 ( 水汽辐射 计、常规 探空、微 波辐射 计) 相比, GP S 探测具有稳定可靠 , 全天候 , 资料时 间分辨率高的特点 , 近年来又得到迅速发展。 目前 , 国际上许多国家的气象部门相继建立或
3
资料分析
这次 试验房 山、斋堂位于 北京的西 南部, 延
3. 1 北京地区大气总水汽量的分布特征 庆、 昌平位于西北部 , 密云位于东北部 ; 顺义、平 谷和蓟县位于东南部 ; 北大和南郊位于南部。图 2 给出的是这 10 个站试验期间的平均大气总水汽量。 其显著特征是 : 西部山区的斋堂、延庆较低。这是 由于水汽主要集中在对流层下层, 而斋堂、延庆的 海拔高度分别为 440. 3 m 和 487. 9 m, 因此, 观测 得到的大气总水汽量含量小 ; 南部的水汽含量高,
第 24 卷 第 1 期 2005 年 2 月 文章编号 : 1000 - 0534( 2005) 01 -0091 - 06
高
原
气
象
PL AT EAU M ET EOROL OGY
气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究
气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究1. 引言1.1 研究背景气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究是当前气象领域的热点之一。
随着气象卫星技术的不断发展与进步，人们对于利用卫星遥感技术进行天气预报的需求也越来越迫切。
暴雨是一种极端天气现象，具有剧烈的降雨、较强的风速和明显的对流活动。
暴雨不仅给人们的生活和生产带来了不便，还可能造成严重的灾害和损失。
提前准确预报暴雨的发生时间、范围和强度对于减少损失、保护人们的生命财产安全具有重要意义。
1.2 研究意义暴雨对社会经济发展和人民生命财产安全都造成了严重威胁，因此准确预报暴雨天气对于社会各界具有重要意义。
气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究可以提高暴雨预报的准确性和及时性，有助于减少暴雨所带来的灾害损失。
通过对气象卫星遥感技术进行深入研究，可以更好地理解暴雨形成和演变的规律，为暴雨预报提供科学依据。
该研究也有利于推动气象卫星遥感技术在暴雨预警和监测领域的应用，提升我国暴雨天气预报水平，保障人民生命财产安全。
深入开展气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究具有十分重要的现实意义和深远影响。
2. 正文2.1 气象卫星遥感技术概述气象卫星遥感技术是利用卫星对地球大气、海洋等环境进行遥感观测和监测的技术手段。
通过卫星搭载的各种传感器，可以获取地球表面和大气层的各种信息，如温度、湿度、云量、降水量等。
这些信息对于气象预报、环境监测等具有重要意义。
气象卫星遥感技术在暴雨预报中发挥着重要作用。
通过卫星对大气和云图像的观测，可以实时监测气象系统的演变情况、云团的移动路径和降水强度等信息。
这些信息对于准确预报暴雨天气、及时发布预警信息具有至关重要的作用。
目前，气象卫星遥感技术在暴雨预报中已经得到广泛应用。
卫星数据的实时性和全球性使得暴雨预报具有更高的准确性和可靠性。
在一些暴雨频发地区，卫星遥感技术已经成为重要的辅助手段，提高了暴雨预警的及时性和有效性。
气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用意义重大，为提高暴雨预测的准确性和时效性提供了重要支持。
NOAA气象卫星系列综述
Hale Waihona Puke 图 1 夜间云雾监测流程与白天相比较，夜间云雾的遥感监测困难更大，仅有红外通道数据用于分离 云雾，增加了夜间雾遥感监测的难度。根据云雾及下垫面红外辐射特性分析，针 对 NOAA/AVHRR 数据，选取热红外波段( CH4) 和中红外波段( CH3) 两个红外通 道的数据，运往 ERDAS IMAGINE 系统的 Model Maker 模块建立模型对夜间雾进 行识别。
日
日
2009 年 2 月 6 未知 日
852.2 公里
轨道倾角 98.9 度 98.6 度 99.1 度 98.6 度 98.9 度 98.7 度 未知 98.7 度
轨道周期 101.8 分 101.1 分 101.9 分 101.2 分 102.1 分 101.2 分 102 分 102.1 分
NOAA 是太阳同步极轨卫星，采用双星运行，同一地区每天可有四次过境机 会。第五代（NOAA-15—18）传感器采用改进型甚高分辨率辐射仪(AVHRR/3），和 先进 TIROS 业务垂直探测器（ATOVS），包括高分辨率红外辐射探测器（HIRS-3）、 先进的微波探测装置 A 型（AMSU-A）和先进的微波探测装置 B 型（AMSU-B）。参 数如表 2。
二、卫星简介
NOAA 卫星是美国国家海洋大气局的第三代实用气象观测卫星，第一代称为 “泰罗斯”（TIROS)系列（1960-1965 年），第二代称为“艾托斯”（ITOS)/NOAA 系列（1970-1976 年），其后运行的第三代称为 TIROS--N/NOAA 系列。目前我国 接收、存档和使用的 NOAA 系列卫星主要分为美国第四代（NOAA-9--NOAA-14）和 第五代（NOAA-15--NOAA-17）极轨气象卫星[1]，它们的共同点是卫星姿态为三轴 稳定，扫描率为 6 条扫描线/秒，对地扫描角±55.4 度，星下点分辨率 1.1 公里， 卫星轨道是太阳同步轨道，高度在 800-850 公里之间，倾角为 98.6-99.1 度之间， 偏心率小于 10-4。周期 101-102 分。24 小时内卫星绕地球运行 14 圈左右。回归
TBB-国家卫星气象中心
混合相元
名称 天气现象 观测云状 雪 蔽光高层云 雨层云或碎雨云 云分类产品 层积云或高积云 积雨云 密卷云
1
次数 30 28 2 17 3 4 2 云分类产 品
鬃积雨云 层积云或高积云 密卷云 卷层云 高层云或雨层云 混合相元
卷层云
高层云或雨层云 晴空陆地
1
1 4 1
云顶相当黑体亮温TBB评估分析
评估分析云产品和云状观测的对应情况，寻找可以替代人工观测的卫
星产品，为适应新的地面观测要求及天气预报服务提供参考。
资料与分析方法
卫星资料：2012年4月1日00:00-2013年7月31日23:00FY-2E 1 h间隔
的云分类、TBB数据。
地面观测资料：Micaps提供的逐3h地面观测数据。 将27种观测云状按云分类产品的种类，划分到8种卫星产品云分类中
2012年6月9日雷阵雨过程
2012.6.9.17 云图+云分类产品+地面填图
2012.6.9.20 云图+云分类产品+地面填图
从看到在云图上主体云系上云分类产品为积雨云（编码15），边界上为密卷云（编码14）。 在地面填图在20时观测到天津西南部及东部地区出现雷阵雨天气，观测云状为鬃积云。对比 发现观测与云分类产品在主体云系正确，边缘并不一致。由于天津西青观测站处在云团的边 缘，在雷雨发生时，观测云状和云分类产品不一致。这有可能是卫星探测到的是主体云系的 云砧部分。雷阵雨发生时具有一定的局地性，由于探测方向及定位的问题，在主体云系的边 缘会出现误差。
卷层云13
辐轃状卷云和卷层云，或只有卷层云，云幕前缘的高度角小于45度15、 辐轃状卷云和卷层云，或只有卷层云，云幕前缘的高度角大于45度16、 卷层云布满天17、 卷层云，非系统移入天空或量不增加，也未布满全天18、 卷积云，可伴有卷云或卷层云，但以卷积云为主19
国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)
国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）是我国专门从事卫星气象监测、预报与服务的国家级机构。
作为国家级的卫星气象中心，其任务是在保障国家安全、服务国计民生、推动可持续发展的要求下，负责进行我国气象卫星的观测数据处理、天气灾害监测预警、全球气候变化研究等工作，以提供及时准确的气象信息、为国家决策、社会经济发展、气象灾害防范等方面提供支持。
首先，卫星气象的发展已经成为现代气象科学的重要组成部分，国家卫星气象中心通过卫星技术，在时间和空间上提供了空中监测数据。
利用这些数据，可以及时预警、预测、报告天气变化，为灾害防范和气象安全提供重要依据。
例如，在台风季节，该中心通过气象卫星监测，及时提供台风路径、强度等信息，为灾区做好防范工作提供支持。
此外，通过卫星观测，还可以对天气、气候等进行长期监测和预测，为国家农业、能源、资源等部门提供重要参考。
其次，国家卫星气象中心在天气灾害预警方面发挥着重要的作用。
在突发天气灾害发生时，该中心可以实时监测并进行预警，提供灾害发生的时空分布信息和发展趋势，以及警戒、预测、预防、救灾等指导服务，为相关部门和民众提供决策支持。
例如，在龙卷风、暴雨等极端天气发生时，国家卫星气象中心会及时发布预警信息，帮助民众提前做好应对准备工作，减少灾害损失。
除了提供气象监测和预警服务，国家卫星气象中心还积极开展全球气候变化研究工作，为我国参与国际气候变化谈判和制定政策提供科学依据。
通过对卫星数据的分析和研究，可以了解全球气候变化的趋势和影响，为制定减缓和适应气候变化的措施提供科学依据。
国家卫星气象中心还与国内外相关机构合作，共同开展国际气候变化研究项目，促进气候变化科学研究的发展。
此外，国家卫星气象中心还致力于提供全方位的卫星气象服务。
通过建立数据共享和交换平台，各级气象部门、科研院所、企事业单位等可以获取到及时准确的卫星气象数据和产品。
Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题的研究的开题报告
Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题的研究的开题报告一、研究背景及意义随着社会的不断发展和科技的不断进步，卫星通信已成为人们平时生活、国家安全和经济发展等诸多方面至关重要的一部分。
然而，卫星通信收发数据的过程中不能避免会受到天气等自然因素的影响，特别是在雨天，雨水对于Ka波段卫星通信的影响尤为显著。
在雨天，大量水滴会对Ka波段卫星信号进行散射、折射，从而使信号的传输距离缩短，信噪比下降，频谱带宽减小等，这些都会影响卫星通信的质量和稳定性，甚至导致通信中断。
因此，在卫星通信中，如何解决雨衰和抗雨衰问题是至关重要的。
二、研究内容和方法本课题拟从以下三个方面入手，研究Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题的解决。
（1）研究Ka波段卫星通信在雨衰情况下信号的衰减规律和传输损耗。
对依据ITU-R中的雨衰模型和实测数据，建立相应的数学模型，来分析在不同的降雨强度和信号频率下，卫星通信的衰减程度和传输损耗率。
（2）研究Ka波段卫星通信的抗雨衰技术。
根据该技术的特点，通过对各种传输技术和方案的比较分析，找出最适合Ka波段卫星通信的抗雨衰技术，来减轻雨衰带来的影响，提高卫星通信质量与性能。
（3）模拟实验验证。
通过实验室模拟雨衰环境，对Ka波段卫星通信在无/有防抗雨衰技术下的数据传输质量和稳定性进行测试，对研究成果进行实际的验证和评价。
三、研究预期结果和意义通过以上研究，本项目预期达到以下目标：（1）深入研究Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题，分析其特点和对卫星通信的影响；（2）寻找最适合Ka波段卫星通信的抗雨衰技术，提高卫星通信的质量和性能；（3）为卫星通信领域提供有效的技术支持和参考，进一步推进我国卫星通信技术的发展和应用。
四、可行性分析本项目研究方向明确，研究方法切实可行。
同时，本项研究拟采用多种研究手段，包括理论计算、实验模拟等，有利于对研究结果的严格验证和有效评价。
同时，本课题所关注的技术具有广泛的应用性和实际价值，研究的成果具有可操作性和推广性。
对国家卫星气象中心的感谢信
对国家卫星气象中心的感谢信1.引言1.1 概述国家卫星气象中心是我国专门从事卫星气象观测、预报、应用和研究的科研机构，它在气象事业中扮演着至关重要的角色。
通过利用卫星技术和数据，国家卫星气象中心能够提供及时准确的天气信息，为农业生产、气象灾害预警、资源环境管理等领域发挥着重要作用。
在过去的几年中，国家卫星气象中心不断提升自身技术能力和服务水平，为广大普通民众以及相关行业提供了无微不至的服务。
无论是山区的农民朋友们需要了解天气情况，还是海上的渔民朋友们需要预测风浪状况，国家卫星气象中心都能够通过卫星数据解答他们的问题。
国家卫星气象中心的优秀工作和不懈努力，为我国的气象事业做出了积极贡献。
本文旨在向国家卫星气象中心表达我对他们的感谢之情。
在接下来的文章中，我将从几个方面阐述国家卫星气象中心的卓越工作，包括其提供的准确预报服务、先进的技术手段以及对气象灾害的预警能力等。
同时，我也将对这些工作的重要性进行探讨，展示国家卫星气象中心在保障人民安全、推动经济发展等方面的积极作用。
最后，我会用真诚的语言表达对国家卫星气象中心的衷心感谢，并希望其在未来的发展中能够取得更大的突破和进步。
通过本篇文章的撰写，我希望能够引起更多人对国家卫星气象中心的关注和重视。
同时，也希望通过这篇感谢信，向国家卫星气象中心表达出我们全社会对他们辛勤工作和贡献的感激之情。
我们期待国家卫星气象中心能够不断创新，为我们的生活带来更多的便利和安全！1.2文章结构文章结构部分的内容可以这样写：文章结构部分旨在介绍本文的整体组织框架，以确保读者对全文内容的清晰把握。
本文将分为引言、正文和结论三个部分展开。
首先，引言部分将提供本文的背景和概要。
在概述部分，将对国家卫星气象中心的重要性进行简要介绍，强调其对气象预报、天气监测等方面的贡献。
同时，还将提及该中心为促进国家农业、交通、环境等领域的发展所做的努力。
通过这样的概述，读者能够对国家卫星气象中心的重要性有一个初步的认识。
中国气象卫星和卫星气象研究的回顾和发展
中国气象卫星和卫星气象研究的回顾和发展中国气象卫星和卫星气象研究的回顾和发展一、引言气象卫星是指专门用于气象监测和预报的卫星，其主要任务是对地球大气、云、降水、气候、海洋等进行观测，为气象学和气象预报提供重要的数据支撑。
中国气象卫星事业的发展经历了多年的努力和探索，如今已取得了令人瞩目的成果。
本文将回顾中国气象卫星和卫星气象研究的历程，介绍其发展现状，并展望未来的发展方向。
二、中国气象卫星的发展历程早在20世纪70年代初，中国就开始了自主研制和开发气象卫星的工作。
经过几十年的努力，中国相继研制成功了多颗卫星，如风云系列卫星、FY-3系列卫星等。
这些卫星不仅在气象观测方面取得了重要成果，还广泛应用于环境监测、农业生产、灾害预警等领域，为国家的发展做出了重要贡献。
风云系列卫星是中国气象卫星事业的里程碑。
风云一号卫星于1988年发射成功，成为中国第一颗气象卫星。
此后，随着技术的不断进步和需求的提升，风云二号、风云三号相继研制成功，实现了气象观测能力的大幅提升。
风云系列卫星在全球范围内提供了高分辨率、高精度的气象观测数据，为气象预报和灾害监测提供了重要依据。
FY-3系列卫星是中国在风云系列卫星基础上的进一步发展。
FY-3系列卫星采用了一系列新技术和新装备，提高了观测分辨率和谱段覆盖范围，增强了气象观测的能力。
其中，FY-3A卫星于2008年发射成功，成为中国第一颗全球气象卫星。
FY-3C、FY-3D卫星相继发射，实现了更加精细化的观测和数据获取，为气象学研究和气象服务提供更加全面、准确的数据支撑。
三、卫星气象研究的进展与应用卫星气象研究是利用卫星对大气、云、降水等进行观测和研究的学科领域，是气象学和遥感技术的结合。
中国在卫星气象研究方面取得了一系列成果，并将其成功应用于气象预报、气候变化研究等领域。
在气象预报方面，卫星气象数据为业务预报提供了重要的观测依据。
首先，卫星云图可以直接观测和掌握天气系统的发展态势，及时提前预警和发布预报，为公众做好防范和准备工作。
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2 0 1 7 基于VIRR的黑龙江省秸秆焚烧
监测研究
汇报人：高玉宏
单位：佳木斯气象卫星地面站
时间：2017年4月27日
01 研究背景和意义
研究区概况和数据处理
原理和方法
结果与讨论
02
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01 研究背景和意义
研究区概况和数据处理
原理和方法
结果与讨论
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研究背景和意义
01
春季农耕之前和夏秋农作物收获之后，秸秆焚烧这种农民在收获后
对作物的处理方式尤为广泛，这一现象引发的生态环境问题已经引
发社会的高度重视。
传统地面监测方法：人工手段监测、速度慢、监测
范围有限
卫星遥感监测方法：宏观、快速、动态地监测，获
取较大范围的空间分布
此处添加详细文本描述，建议与标题相关并符合整体语言风格，语言描述尽量简洁生动。
尽量将每页幻灯片的字数控制在200字以内 目前有
MODIS 等中分辨率卫星火点监测，覆盖面积大，科研和业务用得较多 Landsat-8 等高分辨率卫星火点监测，分辨率高，大范围区域监测，需要下载的数据较多
本文选择风云三号气象卫星的VIRR 数据进行研究
具有以下优势：本国数据，中文操作，方便快捷 FY3A 、FY3B 、FY3C 三颗极轨卫星不同时段全天候观测 多光谱对地遥感探测，满足环境监测的需要
01
研究背景和意义 研究区概况和数据处理 原理和方法 结果与讨论
提
纲 02
03
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研究区概况
02 黑龙江省位于我国东北部，地域辽阔，土地资源丰富，总面积47.3万平方公里，其中农用地面积3950.2万公顷，耕地面积1166.95万平方公顷。
黑龙江省是地广人稀的产粮区，秸秆剩
余量较大，使得秸秆被露天焚烧的量很
大，时间集中在春季和秋季。
数据处理本文主要应用FY3B卫星的可见光红外扫描辐射计VIRR数据
地面分辨率1.1km，其包含10个光谱通道，其中包括4个可见
光通道、3个热红外通道、2个短波红外和1个近红外通道。
应用卫星监测分析与遥感应用系统（SMART）进行辐射定
标和几何定位后，生成HDF格式的数据，转换为等经纬度投
影，基准面为WGS－84坐标系。
01
研究背景和意义 研究区概况和数据处理 原理和方法 结果与讨论
提
纲 02
03
04
原理和方法
03
卫星监测秸秆焚烧火点的原理
主要是探测秸秆焚烧引起的地面热异常火点，其原理是基于维恩位
移定律，黑体温度和辐射峰值波长呈反比，即一个物体温度越高，
其辐射谱的波长越短。
热异常点的一个显著特征就是红外波段的辐射能量高于常温地物。
秸秆焚烧属于生物质燃烧，生物质燃烧时，在中红外波段的辐射值要远远高于其周围背景像元，其辐亮度特征非常明显。
秸秆火点遥感探测正是利用内部含有火焰的高温像元与背景，常温像元在中红外和热红外波段辐射能量的差异准确地统计出来，并进行多阈值判别，根据判别结果提取火点像元。
原理和方法
03
基于VIRR数据的火点监测方法
01 云和水检测
云判识：可见光波段1（T1）大于200，并且远红
外波段4（T4）小于270K
水判识：波段1（T1）和近红外波段2（T2）的归
一化比值，小于0的判识为水像元
02 背景温度计算
通过和周边环境比较分析方法, 建立被监测点与周围像素点温度间的关系。
周围像素点用于背景温度估计(或非火像元温度估计)。
提取背景信息时滤除火点的条件为：以被监测点为中心，建立周边邻域大小为N×N个的像元背景窗口，起始大小为5×5，若有效背景像元不够，则增大窗口，对窗口中的背景像元进行分类并统计其温度特性。
同时满足中红外波段3（T3）大于310K。
03 疑似和绝对火点判断
疑似火点判识按照以下规则：最小邻域7×7，最大邻域19×19，T3大于310K，T3与T4的差值大于10K。
绝对火点判断条件为：T4大于340K，T3大于310K，并且T3和T4的差值大于30K，异常像元个数6。
01
研究背景和意义 研究区概况和数据处理 原理和方法 结果与讨论
提
纲 02
03
04
结果和讨论
结果
04
本文选取黑龙江省秸秆焚烧频率高发的10月和11月份，选择少
有云影响的FY-3B卫星的VIRR数据，经过筛选，选取2016年10
月26日北京时间12:55的FY-3B的VIRR遥感影像数据，此时数
据刻覆盖黑龙江省全部范围，应用ENVI5.0，arcGIS10.2，以
及卫星监测分析与遥感应用系统（SMART）等软件为数据处理
和分析。
利用VIRR波段1和波段2对云、水体、植被等敏感特性，生成由中红外、近红外、可见光通道组成的多波段彩色合成图。
经过曲线参数调整，
突出高温异常点，图中，鲜红色的点为明火区，绿色表示植被，深蓝色为水体，亮白色为云。
根据上述原理与算法，应用VIRR遥感数据进行秸秆焚烧监测处理，获
取热异常点的分布，首先基于卫星遥感数据对火点进行识别和热辐射特性的反演，获取遥感数据可识别的所有火点像元空间位置、面积等信息，然后结合土地分类数据，将火点进行叠加分析，获得它的土地类型，类型为农田的判断为秸秆焚烧点。
得到最终秸秆焚烧监侧图像，火点像元数目为1691个，VIRR气象卫星基本最高分辨率为1.1km，即一个像元面积为1.21km2，则秸秆焚烧面积为2046.11平方千米。
从图像上来看，齐齐哈尔市，鹤岗市，佳木斯市秸秆焚烧区域较多，其他地区有零星火点。
03 讨论 遥感提取秸秆焚烧点可以快速的获取大范围内秸秆焚烧情况，以便于相关部门重点管控各地区的秸秆焚烧现象。
01 02 应用风云三号卫星遥感数据进行秸秆焚烧监测的实例还很少，一些具体的算法设计还不成熟，阈值的提取范围还需要集合实地考察，进行
精度验证，针对不同季节，下垫面温度的不同提出适宜性方案。
03 数据的精度不高，考虑以后同高分辨率卫星数据相结合，更加精确的提取秸秆焚烧火点。
各位专家批评指正。