【摘 要】
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海雾作为一种海上常见的气象灾害,严重时威胁到海上运输、船舶进出港口、军事活动等海上活动,利用气象卫星可以实现海雾实时大范围地动态监测,同时也为海雾预报提供辅助决策功能。本文基于风云四号气象卫星数据,针对白天与夜间海雾在各通道不同的光谱辐射特性以及影像纹理特征,对易出现海雾的黄渤海地区进行日间和夜间海雾识别算法研究,并将其应用于白天和夜间不同时间段的海雾事件中,实现对海雾连续动态识别观测。在此基础上
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2021YFC2803302）
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海雾作为一种海上常见的气象灾害,严重时威胁到海上运输、船舶进出港口、军事活动等海上活动,利用气象卫星可以实现海雾实时大范围地动态监测,同时也为海雾预报提供辅助决策功能。本文基于风云四号气象卫星数据,针对白天与夜间海雾在各通道不同的光谱辐射特性以及影像纹理特征,对易出现海雾的黄渤海地区进行日间和夜间海雾识别算法研究,并将其应用于白天和夜间不同时间段的海雾事件中,实现对海雾连续动态识别观测。在此基础上,选取黄渤海航线数据和海雾案例识别结果,对其进行泰森多边形邻域分析、缓冲区和空间叠置分析,监测海上航线存在风险地区范围,为海上航行海雾预警提供一定的参考价值。（1）日间海雾识别主要基于云（中高云和低云）、雾、晴空海面在卫星影像上的光谱辐射和纹理的不同,本文依据各地物光谱特征和影像纹理特征建立白天黄渤海海雾识别算法。利用近红外动态阈值区分晴空海面和云雾;利用热红外波段估算云顶高度,放大中高云与低云/雾之间的光谱差别;利用归一化积雪指数和灰度共生矩阵四个特征量区别低云和雾。利用实测能见度站点数据和CALIPSO卫星的二级产品VFM进行验证,基于站点数据得到的白天海雾识别结果的检出率为92%,误判率为27%,绝对成功指数为69%。（2）夜间海雾识别主要基于雾在红外通道具有独特的光谱特征,本文利用FY-4A数据中的通道7（3.75μm）和通道12（10.7μm）,进行双通道动态阈值方法实现夜间海雾识别。利用实测能见度站点数据和CALIPSO卫星的二级产品VFM进行验证,基于站点数据得到的夜间海雾识别结果的检出率为82%,误判率为29%,绝对成功指数为62%。（3）海雾对于海洋航行有直接的影响,本文选用黄渤海区域的两条近海航线和一条近洋航线,分别为我国大连到上海和天津到上海的部分航线、中国青岛到韩国仁川。利用GIS的泰森多边形邻域分析、缓冲区和叠置分析,在不同距离的航线缓冲区的基础上叠加FY-4A卫星数据识别的海雾分布范围,分析海雾对其航线影响范围,提供一定的海雾灾害预警功能。
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