气象卫星夜间微光云图和红外云图的融合技术研究

卫星云图的云状分析

卫星云图的云状分析 提要 随着卫星云图的日益普及，云图在预报中的使用越来越多，本文就卫星云图使用中的有关问题作了一些探讨，供大家参考。 关键词：卫星云图云状分析天气系统 一、卫星云图的种类 按卫星轨道分，可分为极轨卫星云图和同步卫星云图，目前大多使用的是三种同步卫星云图：可见光云图，红外云图和水汽云图。 可见光云图(VIS)利用云顶反射太阳光的原理制成，故仅能于白昼进行摄影。可见光卫星云图可显示云层覆盖的面和厚度，比较厚的云层反射能力强，在可见光卫星云图上，会显示出亮白色，云层较薄则显示暗灰色，还可与红外线卫星云图结合起来，做出更准确的分析。 红外云图(IR)利用卫星上之红外线仪器，来测量云层之温度。其中，温度低的云层会以亮白色来显示，也就是此处的云层较高，而暗灰色的部分则代表云层高度较低，因为越接近地面的云层温度越高。简单而言，即以云顶的不同温度来判断云层的高度。 水汽云图(WV) 卫星接收到的辐射决定于水汽含量，大气中水汽含量越多，发射的辐射越小；水汽含量越少，大气低层的辐射越可以透过水汽到达人造卫星，则人造卫星接收的辐射越大。在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多；否则越少。对于6-7μm水汽带，卫星测得的辐射来自对流层中上层，故水汽图反映大气上层水汽的空

间分布。但对低层水汽不敏感，这是其不足之处，使用中应与其它云图相结合，作综合判断。 二、卫星云图的典型云系识别 2.1 几种基本云的识别 卷云：高度最高，温度最低，反照率低。 中云(包括高层云和高积云)：反照率有的大有的小，温度较低，范围较大。 积云和浓积云：在云图上实际为积云群，表现为带状，线状和细胞状结构，其上多皱纹，多起伏和不均匀，造成这种现象的原因是积云内部高度不同，云顶温度不一致，厚度有参差，云的形状不规则。 积雨云：反照率高，温度也低，高空风垂直切变小时呈圆形，较大时呈椭圆形，并出现卷云砧，尺度为几十至几百公里，初生时尺度较小，边界光滑，成熟后云体较大，顶部出现向四周散开的卷云羽，消亡时色调变暗，为一片松散的卷云。 低云(层云和雾)：由于温度与地表接近，在IR上不明显，在VIS 上为均匀光滑的云区，厚度不一，有时在白天的IR上，层云边界比较清楚，但到夜间，近地面存在辐射逆温，层云或雾的顶部温度反面比四周无云地区要暖，这时IR上云区比四周无云区地面显得更黑。

云图制作详细

云图制作详细 云图分析在话务保障中的应用 一、前言 在MSCBSC上看了不少云图制作的说明文档，但发现在步骤中总有些缺失，如果是第一次接触的话很可能难以独自完成。下面我将就较详细的介绍如何做出云图。二、云图分析实施过程 进行话务增长预测云图需要以下步骤: 1. 先制作Excel表格，格式如下，包含小区号，中文名称，需要以云图显示的数据(话务 量，掉话，上行干扰等)，小区经纬度这些信息

2. 将EXCEL另存为TXT文本，用MAPINFO打开，制作成.tab文件，见下图: 第 1 页共 13 页 3. 开始创建点，这时由于经纬度不是浮点形式，你将无法创建。 4. 所以，你需要先把生成的.tab文件先另存副本: 第 2 页共 13 页 5. 然后打开生成的副本，如图所示，打开“表结构选项”。

6. 将坐标的类型调整为“浮点型”，这样就可以在mapinfo里“打点”了。 7. 然后就是创建点。 8. 注意选取X,Y坐标的列，关于“符号”，你可以选择自己喜欢的样式，这里不再赘述。 第 3 页共 13 页

9. 打开TAB文件，见下图。 这里的图比较简单，选取了一个BSC的数据，基站比较少，如果区域跨度过大的话， 容易产生一个问题，在本文的后面会有介绍。 10. 点地图中创建专题图菜单，选网格的缺省网格，见下图: 第 4 页共 13 页

11. 点下一步，选相应的表和字段(增长率)，点击浏览选中相应的存放地点，如下图: 12. 点下一步，进入自定义界面，点击自定义中的设置按钮，如下图: 第 5 页共 13 页

注意: , 差值器 选IDW; , 单元大小 第 6 页共 13 页 单元大小决定最终生成云图的分辨率，一般选择0.1,0.2之间，单元格越小，分辨率越高; , 搜索半径

卫星云图系统介绍

静止气象卫星云图接收综合处理系统 LNA QQ:2907208176 风云二号气象卫星云图，FY-2卫星探测云图，卫星云图接收机，卫星云图放大器

目录 第一章系统概述 (3) 第二章系统总体介绍 (3) 第一节系统功能组成 (3) 第二节系统组成结构 (4) 第三节一次典型天气过程系统功能介绍 (5) 第三章系统主要功能介绍 (13) 第一节精细化云图显示 (13) 1 红外一云图 (13) 2 可见光云图 (15) 第二节基础功能 (18) 1 云图色彩 (18) 2 云图缩放 (22) 3 单点定位 (25) 4 距离测算 (25) 5 面积测算 (26) 6 多星云图 (26) 第三节数据叠加功能 (27) 1 多种地图主题 (27) 2 不同的GIS元素 (28) 3 常规气象资料 (28) 4 雷达资料 (30) 第四节云图应用处理 (31) 1 立体云图 (31) 2 晴空检测、云地分离 (33) 3 降水分析与预测 (35) 4 MCS对流云团跟踪预测 (35) 5 等温线分析 (37) 6 台风定位与跟踪 (39) 7 雾检测 (39) 第五节云图接收系统其他系统功能 (39) 第六节云图Web发布系统介绍 (40) 第四节云图设备清单 (44) 第一节云图设备清单 (44)

第一章系统概述 《综合静止卫星云图接收处理系统》是多年卫星云图开发与实践经验，结合本公司在气象、水利、部队等其他行业各种静止、遥感卫星处理方面的经验；基于本公司雄厚的技术积累，研发的新一代基于GIS应用静止卫星云图接收以及应用处理系统。 本系统具有以下一些新特性： 真正的GIS支持：目前绝大多数卫星云图系统并没有采用GIS系统处理，本系统结合本卫星云图地理信息系统引擎，综合支持Google地图、ArcGIS以及MapInfo等多种格式电子地图数据，使得本云图系统具有更直观，实用性更强。 实时并行处理：目前绝大多数卫星云图系统需要对卫星资料进行预处理，从而使得在实际使用过程中，只能看到预处理过后的几种云图，也只能对预先设置好的一定范围内的云图进行查看等处理。本公司研发了实时的云图投影、云图缩放、云地分离、云分类检测、对流云团跟踪预测预警、三维云图、等温线分析、降水分析与预测等各种基于多CPU的并行算法，通过结合NCEP的每天6个时次的等压面资料，可以做到实时对各种静止气象卫星云图资料进行全范围的应用处理。 多星云图并存处理：本系统可以同时处理不同种类多颗静止气象卫星的云图资料，包括中国风云二系列、日本MTSAT系统等气象卫星云图资料。比如对于对流云团跟踪，由于本系统采用实时并行的对流云团跟踪算法，所以可以综合处理各种静止气象卫星云图资料。由于可以对于多颗卫星资料同时处理，因此就能得到更多时次云图资料，从而使得跟踪预测更加准确。 第二章系统总体介绍 第一节系统功能组成 系统功能模块组成见下图：

云图动态三维可视化

海洋信息可视化 姓名： 学号： 年级: 2013级 专业：地图学与地理信息系统完成时间：2014年7月2日

云图动态三维可视化 摘要卫星云图是由气象卫星自上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图像【1】，它描绘了云团的具体形态和空间位置，对于理解大范围内天气变化具有重要意义【2】。本文使用从风云3号卫星获取的云光学厚度和云顶温度/云高(CPP)数据，通过云顶温度计算出云层厚度、透明度以及颜色值，并对数据进行插值，实现卫星云图的三维动态可视化。 关键字风云3号、云图、三维动态可视化 1 引言 风云3号（FY-3）气象卫星是我国的第二代极轨气象卫星，它是在FY-1气象卫星技术基础上的发展和提高，在功能和技术上向前跨进了一大步，具有质的变化，具体要求是解决三维大气探测，大幅度提高全球资料获取能力，进一步提高云区和地表特征遥感能力，从而能够获取全球、全天候、三维、定量、多光谱的大气、地表和海表特性参数。通过卫星云图的形态、结构、亮度和纹理等特征，可以识别云的种、属及降水状况。可以识别大范围的云系，如螺旋状、带状、逗点状、波状、细胞状等，并用以推断锋面、温带气旋、热带风暴，高空急流等大尺度天气系统的位置和特征。各种不同尺度天气系统的云区和各种不同的地表特征，在卫星云图上都有其特定的色调、范围大小和分布形式。利用卫星云图可以识别不同的天气系统，确定它们的位置，估计其强度和发展趋势，为天气分析和天气预报提供依据。在海洋、沙漠、高原等大片缺少气象观测台站的地区，卫星云图所提供的资料，弥补了常规探测资料的不足，这对提高预报准确率起了重要作用【1】。 2 原始数据的获取及处理 卫星云图的数据是从国家卫星气象中心（NSMC）下载得到的，该数据是风云3号卫星（FY-3A）的云光学厚度和云顶温度/云高（CPP）数据产品，数据格

origin做三维云图步骤说明

如果现在有不同位置单元的应力-时间曲线数据，如何通过origin绘制不同位置不同时间的单元所对应的应力分布云图，即所谓的三维云图呢？- 通过origin绘制三维云图步骤如下： 1 显示不同位置单元的x方向应力-时间曲线 通过lsprepost打开结果文件，选择history->Elelment->X-stress,然后选取不同位置单元后（单元x方向坐标从左到右依次为0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07）左击plot按钮，显示不同位置单元的x方向应力-时间曲线，具体操作流程如下图1所示： 1 4 2 3 5 图1 显示不同位置单元的x方向应力-时间曲线 2 保存不同位置单元的x方向应力-时间曲线数据 在显示曲线图中左击Save，并填写保存后的数据文件存放的位置及文件名称，具体操作如下图2所示： 1 2 34

图2 保存不同位置单元的x方向应力-时间曲线数据 3 将数据文件保存为txt文档，删掉里面的非数字部分并保存，如下图3所示 将非文字部分删除， 并保证数据没有空行 图3 删除非文字部分 4通过origin导入数据 选择File->Import->Single ASCIT,选择保存的数据文件进行导入； 5 添加不同单元x方向坐标值，并将x坐标值所在列设置为x，时间为y列，应力为z列， 6将数据转换为Matrix数据，具体操作如下图6所示： 左击Worksheet->Convert to Matrix->XYZ Gridding->Open Dialog, Recaculate中选择Auto，x,y,z取值范围可以通过按钮进行全部选择 Colums 和Rows分别对应x,y取值数目，本例中x为单元x方向位移数量，7个（0.01到0.07），y值为时间参数数量（134个）点击ok设置完毕。

GMS气象卫星云图实时数据录取和图像处理

GMS气象卫星云图实时数据录取和图像处理 GMS气象卫星云图实时数据录取和图像处理 GMS气象卫星云图实时数据录取和图像处理 2007-01-20 电子通信论文 GMS气象卫星云图实时数据录取和图像处理 摘要：GMS同步气象卫星云图是天气预报的主要手段之一。主要介绍了GMS-3气象卫星及其云图数据的结构，论述了一种基于微机的实时数据录取、图像处理系统的工作原理、关键技术的实现方法。关键词：气象卫星云图数据录取图像处理在航天科学飞速发展的今天，卫星观测已成为天气预报和大气科学研究不可缺少的有效手段。它能为工、农业生产，为航海、渔业、林业、水利及军事保障等提供重要的服务。GMS系列气象卫星是由联合国教科文组织资助、日本气象厅负责实施的一个项目。它观测到的云图资料具有实时性好、覆盖面广、信息量大的特点，是我国和东南亚、大洋洲各国进行气象预报、分析的主要依据。在卫星云图的接收、处理系统中，数据的实时录取与保存、事后的图像处理是关键技术。下面论述的是GMS-3卫星云图数据的实时录取与保存、事后图像处理的工作原理、关键技术实现方法。 1GMS-3卫星及其云图资料简介 GMS-3气象卫星静止于东经140度赤道上空，卫星自转的速度为100转/分，自转过程中有20度针对地球扫描获取云图数据，240度对空扫描，对空扫描期间将刚获取的云图资料传输给地面设备。卫星自转一圈扫描获取的数据称为一帧，根据转速可以计算出每帧数据的扫描及传输，为（60秒/100转）=600ms。卫星扫描步进方向为自北向南，对地球全部扫描一遍约2300帧数据。 GMS-3卫星云图每帧的数据结构如图1所示。每帧云图数据由9个数据段组成。同步段由20000bit帧同步码组成，主要用于帧同步，不需保存。 IR1、IR2、IR3段为红外云图数据，GMS-3

气象卫星云图在预报中的应用

气象卫星云图在预报中的应用 肖宁赵勇 提要 随着卫星云图的日益普及，云图在预报中的使用越来越多，本文就卫星云图使用中的有关问题作了一些探讨，供大家参考。 关键词：卫星云图云系识别天气系统 1 卫星云图的种类 按卫星轨道分，可分为极轨卫星云图和同步卫星云图，目前大多使用的是三种同步卫星云图：可见光云图，红外云图和水汽云图，可见光云图(VIS)主要反映地物对太阳可见光部分的反射，因此，反照率越大的物体，云图上反映得越明显，红外云图(IR)反映地球表面的温度分布情况，由于大气温度随高度递减，就可以因此判断云高，水汽云图(WV)在我国投入使用不久，它反映大气中的水汽辐射情况，色调越白，水汽越多，色调越黑，水汽越少，在水汽云图的使用中应该注意，它能较好地反映高层大气的水汽分布，但对低层水汽不敏感，这是其不足之处，使用中应与其它云图相结合，作综合判断。 2 卫星云图的资料来源 从中央电视台第一套节目每天下午3：55的气象信息中我们可轻易获得云图，部分建成VSAT 卫星通信系统(9210工程)的气象台可从中国气象局随时获得各种云图，建有微机远程工作站的局站可从网络中获得上级资料库的云图资料，它们的最终来源是：日本的地球静止气象卫星(GMS)云图和我国风云2号(FY-2)气象卫星云图，值得注意的是由于GMS定位偏东，我国西疆的西侧为云图边缘，该处图像有所变形，应用中必须注意。 3 卫星云图的典型云系识别 3.1 几种基本云的识别 卷云：高度最高，温度最低，反照率低。 中云(包括高层云和高积云)：反照率有的大有的小，温度较低，范围较大。 积云和浓积云：在云图上实际为积云群，表现为带状，线状和细胞状结构，其上多皱纹，多起伏和不均匀，造成这种现象的原因是积云内部高度不同，云顶温度不一致，厚度有参差，云的形状不规则。 积雨云：反照率高，温度也低，高空风垂直切变小时呈圆形，较大时呈椭圆形，并出现卷云砧，尺度为几十至几百公里，初生时尺度较小，边界光滑，成熟后云体较大，顶部出现向四周散开的卷云羽，消亡时色调变暗，为一片松散的卷云。 低云(层云和雾)：由于温度与地表接近，在IR上不明显，在VIS上为均匀光滑的云区，厚度不一，有时在白天的IR上，层云边界比较清楚，但到夜间，近地面存在辐射逆温，层云或雾的顶部温度反面比四周无云地区要暖，这时IR上云区比四周无云区地面显得更黑。 3.2 不同天气形势下不同云系的识别 涡旋云系：指一条或数条云带或云线以螺旋形式旋向一个共同的中心；它与大气的气旋性涡度相联系，可用于对气旋的定位。 逗点云系：状如“，”，出现在先等涡度线与等高线相交的正涡度平流区域内，所以也称为正涡度平流云系，凡是逗点云系都有闭合环流中心，它与高空流场的关系是：头部与变形场联系，尾部与西南气流一致，干湿区与西北干冷空气一致，逗点云系与低空流场的关系是：大气低层环流中心与大气中层的涡度性逗点云系位置基本一致，与地面变形场相联，尾部为锋面云带。 斜压叶状云系：与高空槽前斜压区域相联系，状如植物叶子的云系，云系为一条较宽的云带，其北边界略成“S”形，西边界呈“V”字形缺口，“V”的北侧以中低云为主，南侧以低云为主。

云图融合媒体数据呈现系统

云图融合媒体数据呈现系统

云图融合媒体数据呈现系统定位于融合媒体类业务数据和运行数据的呈现窗口，将业务流转数据、内容资源数据、互动数据等数据集于一屏，并辅以灵活的配置、自定义模式，为客户提供个性化的融合媒体数据展现。 功能模块 1、数据展现 云图通过灵活使用HTML5技术，适应不同尺寸屏幕的展现模式，同时运用CSS3的动画特性，结合融合媒体数据的自身特点，展现融合媒体特有的炫酷效果。 已包含的数据展现有： ●汇聚类 ?最新资讯：暂时互联网汇聚最新的资讯 ?热点新闻：通过汇聚的大数据分析，完成的热点推荐 ?突发新闻：区域性的突发新闻，可完成用户的定制化要求 ●生产类 ?最新线索、报题：最新融合新闻所收到的最新线索、报题进行展示； ?最新选题：通过选题策划形成的最新报道方向； ?最新报道：从选题形成的各种版面报道制作，并呈现报道的制作状态。 ●发布类 ?两微一端发布排行榜：定制化的两微一端发布排行榜，包含用户数据实时反馈展示； ?今日电视编排：展示电视播出系统当日的播出串编单； ?最新微博微信：展示定制化的最新两微发布内容及用户互动数据； ?网站发布情况：展示网站当日发布的内容及用户互动数据。 ●资源调度类 ?地图化资源分布情况：实时呈现地图采访车、记者等资源的位置情况； ?调度通话：通过地图操作实现与前方记者的通话。 2、自定义组合模式 根据屏幕的尺寸和各类数据的特点，展现不同方式的组合模式，可以通过用户的需要进行配置化的自定义组合模式。

3、自定义主页 主页是进入云图数据呈现的入口，根据角色的用户的不同，可以自定义主页的展示效果，不仅可以自定义色块和排版，还能自定义布局的方式，实现用户的个性化定制。 在进行数据呈现的同时，云图还支持将移动终端、实时视频信号与数据呈现进行有机结合的整体展现方式。 多端口显现 云图运用Html5页面技术，能够自适应各种移动端口使用，“双屏”互补，形成立体化传播，全面系统地呈现和控制融合媒体生产流程的各重要环节，协助业务部门的电视新闻等多种媒体生产的决策，辅助新媒体和传统电视生产和发布。 成功案例

《云图》场景特效

《云图》特效场景制作与角色修复 众所周知，在电影中，视觉效果不但能够描写人物角色及其所处环境，还起到烘托剧情的效果，在《云图》这样一部故事情节复杂的电影中显得尤为重要，在本部电影背后有着强大的制作队伍：首先，影片采用两大拍摄剧组同时拍摄，每个剧组都有各自的摄影师、特效总监，这两个拍摄剧组在不同国家进行拍摄，并且相互配合，使影片的拍摄进度更快。其次，《云图》有宏大的概念设计图。其中，最具有挑战的是，电影中的每个故事的特效制作都需要新的素材才能完成。第三，本部电影相当于六部小型电影，你无法将它同任何一部电影做比较，所以这对制作团队也是一个巨大的挑战。 起初电影的制作人员预计需要制作500个特效镜头，但后来这个数字翻了一倍，特效镜头达到了1056个，为了制作出最完美的视效，公司还聘请了其他特效公司来共同制作，比如公司需要利用数字技术来制作水的效果，为了制作出一个复杂的追逐场景，选择了工业光魔来协助制作。除此之外，还邀请了 Method facilities公司参与制作。

由于本部电影分为六个故事，每个故事在拍摄和制作上都具有挑战性，所以必须将电影制作的工作分割开来。电影中有三个故事发生在过去，它们分别是 1849年的南太平洋地区、1936年的苏格兰，还有一个发生在1973年的旧金山，这几个部分的故事都采用了实景拍摄，后期利用CG技术加强对细节的处理。剩下的故事，一个发生在2012年的英格兰，另外两个发生在未来，分别是2144年的新首尔以及2321和2346年的夏威夷，这些故事涉及了更多的特效镜头，这就需要制作了表现未来的CG环境。

《云图》逼真的角色修复技术 由于电影的几个领衔主演都一人分饰6个角色，因此修复工作对于《云图》来说非常重要。正是因为有了这些大量的修复工作，特效团队就不需要再把实拍人物与数字形象相结合了，大大节省了工作时间。起初，导演觉得数字技术做不出来人体的肤色，所以这就要求技术人员必须非常仔细认真的对待色彩部分的制作，这样演员们的肤色就不会显得太假。 在这期间，我们需要不停地与化妆部门进行探讨，比如在2144年的新首尔中，Chang是由亚洲演员扮演的，我们把他脸的整个上面部分做成了睫毛和眼皮，在Nuke、Zspace软件中对其进行了清理，然后再用PR软件进行跟踪处理，并尽可能地保留了其中的二维平板部分，然后设计了一个非常漂亮的模型，并把这个模型放进Nuke的二维空间中。然后，把头部以及摄像机上的移动数据在UV空间中进行清理，再对材质重新包裹放到模型里去。 再如拍摄2012年英国部分的时候，雨果?维文扮演了一名令人生畏的女护士，对于他的这部分的修复工作太大了，负责这部分工作的是Lola 特效公司(该公司曾经为《美国队长》中的史蒂夫做过皮肤)，他们使用了一点小技巧，为演员的头部做了收缩处理，使其头部与身体更加协调，特别是要与下巴上的线条相协调，头部处理完成后，再在漏掉的部分上颜色。最终的目的就是要使雨果?维文的下巴的结构更加符合女性的下巴结构。像这样细小的技巧会让整个人物看起来更加逼真。虽然这只是一些细节工作，但当影片放映后，很多观众并没有认出那位女护士就是雨果?维文，这说明我们塑造的这个角色非常成功。

数字图像处理卫星云图

课题名称：数字图像处理 姓名： 学号： 年级: 2013级 专业：地图学与地理信息系统 完成时间：2014年6月29日

摘要 (3) 关键字 (3) 1 气象卫星云图简介 (3) 2 数字图像处理 (4) 3 云图云类识别技术国内外研究现状 (5) 3.1 闽值法 (5) 3.2 监督分类法 (5) 3.3 非监督分类法 (6) 4 个人对于该领域进展的分析 (6) 参考文献 (7)

数字图像处理在气象卫星云图中的应用 摘要卫星云图是由气象卫星在上而下观测到的地球上的云层覆盖和地表面特征的图像【1】，可以便捷地提供时空尺度广泛的云的信息,所展示的云的种类和形态蕴涵着丰富的天气演变信息,综合反映了大气中正在进行的动力和热力过程【2】。在海洋气象观测领域中，卫星云图所提供的资料，弥补了常规探测资料的不足，对提高预报准确率起了重要作用。随着卫星遥感技术和图像处理技术的发展,利用图像处理技术对卫星云图作相关处理和信息提取已经成为气象卫星资料分析的主要的手段。 关键字：卫星云图、图像处理、云识别 1 气象卫星云图简介 通过卫星云图【3】图像的形态、结构、亮度和纹理等特征，可以识别云的种、属及降水状况。可以识别大范围的云系，如螺旋状、带状、逗点状、波状、细胞状等，并用以推断锋面、温带气旋、热带风暴，高空急流等大尺度天气系统的位置和特征。 卫星云图按探测通道可以分为两类:红外云图和可见光云图。红外云图，是气象卫星上的扫描辐射计利用红外辐射通道感测并向地面站发送的云图，其亮度大致反映了云层顶的温度，因而也反映了云顶的高度。一般温度越低，高度越高的云层，图上的色调过白，反之色调越黑。由于红外遥感可以昼夜感测并向地面站发送云图，并可分析高云和云顶温度，提供了可见光云图不能提供的大量信息。可见光云图，是气象卫星上的扫描辐射计用可见光通道感测并向地面站发送的卫星云图，图上亮度明暗反映了云的反照率的强弱。可见光云图在研究云团、云系等的移动和发展方面，在监测台风和其他天气系统的发生、发展及移动方面，均获得广泛应用，并取得较好成效。 随着卫星云图的广泛应用，气象工作者对其进行了大量的分析与研究，从通过肉眼对卫星云图的形态学进行分析，到结合其它气象资料的研究与分析；从人

GMS气象卫星云图实时数据录取和图像处理

摘要：gms同步气象卫星云图是天气预报的主要手段之一。主要介绍了gms-3气象卫星及其云图数据的结构，论述了一种基于微机的实时数据录取、图像处理系统的工作原理、关键技术的实现方法。关键词：气象卫星云图数据录取图像处理在航天科学飞速发展的今天，卫星观测已成为天气预报和大气科学研究不可缺少的有效手段。它能为工、农业生产，为航海、渔业、林业、水利及军事保障等提供重要的服务。gms系列气象卫星是由联合国教科文组织资助、日本气象厅负责实施的一个项目。它观测到的云图资料具有实时性好、覆盖面广、信息量大的特点，是我国和东南亚、大洋洲各国进行气象预报、分析的主要依据。在卫星云图的接收、处理系统中，数据的实时录取与保存、事后的图像处理是关键技术。下面论述的是gms-3卫星云图数据的实时录取与保存、事后图像处理的工作原理、关键技术实现方法。1 gms-3卫星及其云图资料简介gms-3气象卫星静止于东经140度赤道上空，卫星自转的速度为100转/分，自转过程中有20度针对地球扫描获取云图数据，240度对空扫描，对空扫描期间将刚获取的云图资料传输给地面设备。卫星自转一圈扫描获取的数据称为一帧，根据转速可以计算出每帧数据的扫描及传输，为（60秒/100转）=600ms。卫星扫描步进方向为自北向南，对地球全部扫描一遍约2300帧数据。 gms-3卫星云图每帧的数据结构如图1所示。每帧云图数据由9个数据段组成。同步段由20000bit帧同步码组成，主要用于帧同步，不需保存。ir1、ir2、ir3段为红外云图数据，gms-3只用于其中ir1段，ir2、ir3保留备用。ir1由2291个字组成，每个字代表一个卫星扫描的象素点，灰度等级为256级。ir1共有2291字节数据。v1、v2、v3、v4为可见光云图数据，gms-3云图中，可见光的分辨率为红外的4倍，所以v1、v2、v3、v4每个数据段均有数据，其字数应为2291+2291+（9164×4）=41238字节，约为42kb，传输速度为660kbit/s，扫描地球表面一次数据量为41238×2300=94847400字节，约95mb。2 云图数据的实时录取当卫星接收机收到卫星发来的高频信号后，首先对它进行高频、中频放大及调解、解码处理，撮出云图图像数据及帧同步脉冲、字同步脉冲、位同步脉冲等信号。由于gms-3云图信息是一个660kbit的数据流，数据量高达95mb，所以应当对云图接收机发来的数据进行前置预处理。预处理的主要作用是对接收机发来的数据进行提取、缓冲，去掉一些无用的重复数据。本文介绍的云图处理系统，以一片intel 8086 cpu为核心组成一个16位专用单板机，其框图如图2所示。接口及同步电路主要用于对接收机送出的信号进行帧同步和串并转换，然后以16位dma的方式将数据存入缓冲存储器中。存储器分两个部分，ram1和ram2。接收数据时，将一帧数据首先放入ram1或ram2中的一个中，例如ram1中，当一帧数据接收并处理完后，intel 8086 cpu控制总线接口电路向主机发出取数据请求，并将保存最近一帧数据的ram1存储器的控制权交给主机，同时做好下一帧数据存入另一存储器ram2中的准备。用这种双缓冲存储器方式，可以使数据预处理与主机对云图的处理并行进行，大大节省了主机的资源开销，可实现云图的实时显示。3 云图数据的实时存储由于gms-3卫星云图数据量大、传输速度高，采用一般的文件读写方式不能完成数据的实时存盘要求，必须绕过操作系统的文件组织结构，直接对磁盘上的磁道进行寻址和读写操作。图3所示为磁盘上的磁道、扇区组织形式。操作系统通常以扇区为单位进行读/写访问，即一次读/写一个扇区。一扇我通常为512字节，0.5kb，读写一个扇区一般要1.5ms，磁头在磁道间移动的定位时间，即平均寻道时间为10ms。假设操作系统每读/写一个扇区后均需重新定位磁道，则存储一帧42kb数据所花的时间为（42/0.5）×（10+1.5）=966ms，超过了卫星发一帧数据的时间600ms。若在程序中直接控制磁头定位到某一磁道，然后连续写完该磁道上的所有扇区，再去寻找下一空磁道，则假设每一磁道有17个扇区，那么一个磁道上就保存17/2=8.5kb数据，花费时间（17×1.5）+10=35.5ms。保存一帧数据约需访问（42/18.5）约为5个磁道，所需时间为35.5×=177.5ms，大大小于600ms，完全满足了实时存储的要求。 4 主要图像处理功能gms-3卫星云图含有丰富的信息，对它的图像进行各种处理，可以获取

卫星云图的识别

卫星云图的识别 、卫星云图的分类 卫星云图可以根据卫星所接受的波长范围 分为三类： 1.红外图像（IR ）：波长区间10.5 至1 2.5um 2.可见光图像（VIS）：波长区间0.4 —1.1um 3.水汽图像（WV）：波长区间5.7 至7.1um 红外云图 红外云图的色调决定于物体的温度，反映了地面和云面的红外辐射或温度的分布。 浅色调表示红外辐射小，温度低；暗色调表示红外辐射大，温度高。所以云顶高度越高，其温度越低，云的色调越白。红外云图的优点是可区分不同层次的云。缺点是因为温度相近的关系，不能区分地面和低云。 可见光云图 可见光云图中亮度与星下底物表面的反照率相关很好。图像较黑的色调代表低的亮度（低的反射辐射强度）；较亮的色调代表高亮度。高反照率的云，云厚度大，云中水含量高，云滴的平均尺度小；低反照率的云，云厚度小，云中水含量低，云滴的平均尺度大。可见光云图的优点是分辨率高，可区分地面和低云，云的纹理清晰。缺点很明显，因为仅靠目标物反射，所以夜间资料不可用。

水汽云图 波长6-7um 附近是以水汽为吸收体的一个谱区。在强吸收带中，到达卫星的辐射主要来自对流层上部。水汽图像和红外图像一 样，把接收到的辐射转换为温度来显示。对流层上部高湿区显的亮（冷），低湿区显得暗（暖）。即使对流层上部很干燥，近地层大气仍然可能很湿。水汽云图优点是，可提供大气水平运动信息。缺点是其主要反映了400hPa-600hPa的水汽，对于其他吸收谱区无法显示。 二、云图识别判据： 在卫星云图上，云的识别可以根据以下六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。 1结构形式 在云图上，所谓结构型式是指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度物象点的分布式样，这些物象点的分布可以是有组织的，也可以是散乱的，即表现为一定的结构型式。卫星云图上云的结构型式有带状、涡旋状、团状（块）、细胞状和波状等。 由云的结构型式有助于识别云的种类和云的形成过程，如：冬季洋面的开口细胞状云系，是由积云或浓积云组成，它是冷空气到达洋面受海面加热变性而形成的；大尺度的带状云系主要是由高层云和高

卫星云图的识别

卫星云图的识别 一、卫星云图的分类 卫星云图可以根据卫星所接受的波长范围 分为三类： 1.红外图像（ IR）：波长区间 10.5 至 1 2.5um 2.可见光图像（ VIS）：波长区间 0.4 —1.1um 3.水汽图像（ WV）：波长区间 5.7 至 7.1um 红外云图 红外云图的色调决定于物体的温度，反映了地面和云面的红外辐射或温度 的分布。 浅色调表示红外辐射小，温度低；暗色调表示红外辐射大，温度高。所以云顶高度越高，其温度越低，云的色调越白。红外云图的优点是可区分不同层次的云。缺点是因为温度相近的关系，不能区分地面和低云。 可见光云图 可见光云图中亮度与星下底物表面的反照率相关很好。图像较黑的色调 代表低的亮度（低的反射辐射强度）；较亮的色调代表高亮度。高反照率的云，云厚 度大，云中水含量高，云滴的平均尺度小；低反照率的云，云厚度小，云中水含量低，云滴的平均尺度大。可见光云图的优点是分辨率高，可区分地面和低 云，云的纹理清晰。缺点很明显，因为仅靠目标物反射，所以夜间

资料不可用。 水汽云图 波长 6-7um 附近是以水汽为吸收体的一个谱区。在强吸收 带中，到达卫星的辐射主要来自对流层上部。水汽图像和红外图 像一 样，把接收到的辐射转换为温度来显示。对流层上部高湿区显的亮（冷），低湿区显得 暗（暖）。即使对流层上部很干燥，近地层大气仍然可能很湿。水汽云图优点是，可提供大 气水平运动信息。缺点是其主要反映了 400hPa-600hPa的水汽，对于其他吸收谱区无法显示。 二、云图识别判据： 在卫星云图上，云的识别可以根据以下六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、 色调、暗影和纹理。 1结构形式 在云图上，所谓结构型式是指目标物对光的不同强弱的反射或其 辐射的发射所形成的不同明暗程度物象点的分布式样，这些物象点的分布可以是有组织的， 也可以是散乱的，即表现为一定的结构型式。卫星云图上云的结构型式有带状、涡旋状、团状（块）、细胞状和波状等。 由云的结构型式有助于识别云的种类和云的形成过程，如：冬季洋面的开口细胞状云系，是由积云或浓积云组成，它是冷空气到达洋面受海面加热变性而形成的；大尺度的带状云系主要是由高层云和高积云

WordCloud 中英文词云图绘制,看这一篇就够了

作者 | 苏克1900 来源 | 高级农民工 原文 | 摘要：当我们手中有一篇文档，比如书籍、小说、电影剧本，若想快速了解其主要内容是什么，则可以采用绘制WordCloud 词云图，显示主要的关键词（高频词）这种方式，非常方便。本文将介绍常见的英文和中文文本的词云图绘制，以及 Frequency 频词频词云图。 接下来，将详细说明各种形式的词云图绘制步骤。

1. 英文词云 我们先绘制英文文本的词云图，因为它相对简单一些。这里以《海上钢琴师》这部电影的剧本为例。 首先，准备好电影剧本的文本文件（如下图）： 接下来，我们绘制一个最简单的矩形词云图，代码如下： 1import os 2from os import path 3from wordcloud import WordCloud 4from matplotlib import pyplot as plt 5# 获取当前文件路径 6d = path.dirname(__file__) if "__file__" in locals() else os.getcwd() 7# 获取文本text 8text = open(path.join(d'legend1900.txt')).read() 9# 生成词云 10wc = WordCloud(scale=2max_font_size = 100) 11wc.generate_from_text(text) 12# 显示图像 13plt.imshow(wcinterpolation='bilinear') 14plt.axis('off') 15plt.tight_layout() 16#存储图像 17wc.to_file('1900_basic.png') 18# or 19# plt.savefig('1900_basic.png'dpi=200) 20plt.show() 这里，通过 open() 方法读取文本文件，然后在 WordCloud 方法中设置了词云参数，再利用generate_from_text() 方法生成该电影剧本的词云，最后显示和保存词云图。十几行代码就可以生成最简单的词云图：

日本云图

日本云图

日本云(一目均衡表)技术指标的定义以市场趋势，支持体系，和抗级为特征。该指标通常发出购买和卖出信号。这个指标在日图表和周图表中的作用最为明显。 当定义参数空间时，我们使用四个不同长度的时间段，组成这这个指标的每个单一曲线的数值都是以这些时间段为基础的:

TENKAN（转折线）线表示了在第一时段里的平均价格水平，取这个时间段最大和最小值，然后除以二。KIJUN（基准线）线是第二个时间段里的平均价格水平。 SENKOU（前行带A）通道由第二时间段所推动向前运动的前两条曲线之间的距离 SENKOU（前行带B）通道B由第二时间段所推动向前运动的第三时间段里的平均价格水平注；它的功能是常起着支与压的转换。 CHINKOU(迟行线) 通道表示了由第二时间段所推动向后运动的当前柱的收市价格。 SHENKOU（云）曲线之间的距离被赋予了红色，也被称作“云”。如果价格在这些曲线之间，那么这个市场会被认为是“非趋势性”的（价在云中）。随后，“云”的边缘形成了支持体系和抗级。注；抗级，价格波动幅度大小所形成的云的厚薄。云指标的定义之一是价格极易从云的薄弱之处突破。如果价格高于“云”，那么它的上线形成第一支持体系，它的第二条曲线形成第二条支持体系。

如果价格低于“云”，则它的下线形成第一抗级，它的上线形成第二抗级。 假如CHINKOU (迟行线)通道曲线以自下而上的方式在图表内运动，我们说购买的信号到来了；如果它以自上而下的方式运动，那么卖出的信号又产生了。 KIJUN（基准线）线被作为市场运动的指标。如果价格高于这个指标的话，那么它将继续增加。倘若价格沿着这条曲线运动的话，那么进一步的趋势变化是非常有可能的。KIJUN线路的另外一个作用就是发出各种信号。当KIJUN线路作自下而上的运动时，就产生了购买的信号，反之，则产生卖出的信号。定义；价在基准线上看多，价在基准线下看空，走平的基准线则是价格进入盘整。

卫星云图上各类云的特征

卫星云图上各类云的特征 A·卷状云在可见光云图上，卷云的反照率低，呈灰一深灰色；若可见光云图卷云呈白色，则其云层很厚，或与其它云相重迭；在红外云图上，卷云顶温度很低，呈白色。无论可见光还是红外云图，卷云有纤维结构。 B·中云（高层云和高积云）在卫星云图上，中云与天气系统相连，表现为大范围的带状、涡旋状、逗点状。在可见光云图上，中云呈灰白色到白色，色调的差异判定云的厚度；在红外云图上，中云呈中等程度灰色。 C·积雨云无论可见光还是红外云图，积雨云的色调最白；当高空风小时，积雨云呈圆形，高空风大时，顶部常有卷云砧，表现为椭圆形。 D·积云、浓积云在可见光云图上积云浓积云的色调很白，但由于积云浓积云高度不一，在红外云图上的色调可以从灰白到白色不等，纹理不均匀，边界不整齐。其型式表现为积云线和开口细胞状云。 E·层云（雾）在可见光云图上，层云（雾）表现为光滑均匀的云区；色调白到灰白，若层云厚度超过300米，其色调很白；层云（雾）边界整齐清楚，与山脉、河流、海岸线走向相一致。在红外云图上，层云色调较暗，与地面色调相的。 卫星云图识别云的判据 在卫星云图上识别云的判据有六个： ①结构型式：是指不同明暗程度物象点的分布式样，如高层高积云常表现为带状、涡旋状等，开口细胞状云系是由积云浓积云组成等； ②范围大小，是指云系的分布尺度，由云系尺度可以推断形成云的物理过程，尺度小的云系常与中小尺度天气系统相关；尺度大的则与大尺度的天气系统联系。 ③边界形状：不同类型的云，边界不尽相同，如积云浓积云边界不整齐，层云（雾）边界较整齐。 ④色调：是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚和云的成分有关，红外云图上则与云顶温度相关。 ⑤暗影：是指在一定太阳高度角下，高的云在低的目标物上的投影。 ⑥纹理：用来表示云顶表面粗糙程度，如层云（雾）云顶表面均匀、光滑；而积云浓积云表面多起伏、不均匀.

matlab画云图

首先有离散点的数据如下 x=[376.82 377.56 379.74 421.20 419.41 417.82 418.80 458.86 457.72 ... 459.55 461.64 500.27 501.51 499.48 498.02 499.19 539.31 538.37 ... 539.96 542.43 540.81 580.87 580.89 582.67 579.80 578.48 579.50 ]; y=[311.42 344.05 381.52 422.46 383.35 345.66 313.22 314.89 347.19 ... 385.15 423.93 462.25 425.33 386.88 348.68 316.53 318.11 350.12 ... 388.58 426.71 463.96 486.67 465.60 428.02 390.20 351.48 319.65 ]; z=[365.45 354.19 430.11 432.51 356.90 340.96 379.24 272.01 279.68 ... 264.96 374.48 360.38 305.39 195.33 259.36 158.41 111.65 205.40 ... 192.63 242.56 351.51 309.88 318.34 209.11 231.77 152.79 101.59 ]; 共27个点其中x和y表示点的坐标z表示这个点的参数值 为了生成云图首先要对这些连续的点进行插值处理 [X,Y,Z]=griddata(x,y,z,linspace(376,583,100)',linspace(311,487,100),'v4'); 注linspace(x1,x2,N)函数中x1、x2、N分别为起始值、终止值和元素个数若N省去则表示默认值100 [X,Y,Z] = griddata(x,y,z,X,Y,'v4')中'v4'代表插值方法为matlab4格点样条函数内插 也可换用其它的值如'linear'，'cubic'，'nearest'等 分别为以三角形为基础的线性内插，以三角形为基础的三次方程内插，最邻近的点内插contourf(X,Y,Z,20) %等值线图 其中20表示云图中数值分成的份数 pcolor(X,Y,Z);shading interp%伪彩色图 除此之外还可以画出三维曲面 surf(X,Y,Z)%三维曲面

气象卫星的资料

气象卫星的资料 气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。 气象卫星主要观测内容包括： ①卫星云图的拍摄。 ②云顶温度、云顶状况、云量和云内凝结物相位的观测。 ③陆地表面状况的观测，如冰雪和风沙，以及海洋表面状况的观测，如海洋表面温度、海冰和洋流等。 ④大气中水汽总量、湿度分布、降水区和降水量的分布。 ⑤大气中臭氧的含量及其分布。 ⑥太阳的入射辐射、地气体系对太阳辐射的总反射率以及地气体系向太空的红外辐射。 ⑦空间环境状况的监测，如太阳发射的质子、α粒子和电子的通量密度。这些观测内容有助于我们监测天气系统的移动和演变；为研究气候变迁提供了大量的基础资料；为空间飞行提供了大量的环境监测结果。 气象卫星的轨道大致有两种，一种是太阳同步轨道，一种是地球静止轨道。按照前一种轨道运行，卫星每天对地球表面巡视两遍，其优点是可以获得全球气象资料，缺点是对某一地区每天只能观测两次。若运行于地球静止轨道，则可以对地球近1/5的地区连续进行气象观测，实时将资料送回地面，用四颗卫星均匀地布置在赤道上空，就能对全球中、低纬度地区气象状况进行连续监测；它的缺点是对纬度大于55度地区的气象观测能力差。这两种卫星如果同时在天上工作，就可以优势互补。 世界上第一颗气象卫星是美国发射的“泰罗斯”卫星，它为美国提供了大量气

象资料。中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星。卫星云图的清晰度可与美国“诺阿”卫星云图媲美，但由于星上元器件发生故障，它只工作了39天。后成功发射了四颗极轨气象卫星（风云号）和三颗静止气象卫星（风云二号），经历了从极轨卫星到静止卫星，从试验卫星到业务卫星的发展过程。同时还建立了以接收风云卫星为主、兼收国外环境卫星的卫星地面接收和应用系统，在气象减灾防灾、国民经济和国防建设中发挥了显著作用。 目前，我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化，在轨运行的卫星分别是风云一号D星（2002年发射）和风云二号C星（2004年发射）。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一，是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。风云二号卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图，进行天气图传真广播，供国内外气象资料利用站接收利用，收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据，监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境，为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。中国位于全球气候脆弱带，旱涝、高温、冷寒等气候灾害频繁发生。风云二号静止气象卫星资料越来越成为天气分析，预报服务中必不可少的重要监测手段。对灾害性天气的监测，特别是对台风、暴雨、洪水、沙尘暴等重大自然灾害的监测，静止气象卫星发挥了重要作用。