基于卫星云图的云分类研究
2011-03-14刘扬王彬韩雷
电子设计工程 2011年10期
刘扬,王彬,韩雷
(1.中国海洋大学信息科学与工程学院,山东青岛266100;2.国家气象信息中心计算机室,北京100081)
各种类型云的辐射特性以及其分布情况,很大程度上影响着天气预报的准确性、气候监测的有效性和全球气候变化等。但由于云的复杂多样性,如何准确地对卫星云图进行自动分类,仍是目前研究的热点问题。
利用卫星提供的图像数据进行云分类一般都要经过3个步骤:数据预处理、特征提取和选择、分类。早期简单的云分类方法是基于图像的阈值方法[1],而随着卫星相关技术以及云图质量的提高,采用聚类的分类方法得以广泛研究和应用,到80年代中后期结合神经网络方法[2-3]进行云分类的研究也开始兴起。近些年的云分类研究则是在现有成熟理论基础上加以改进,针对具体卫星云图,将多种方法的优点相结合[4],使分类的结果更准确合理。
本文结合近几十年国内外的卫星云图云分类研究的发展情况,主要关注两个方面:一是特征提取和选择的方法;二是分类的方法。并简要介绍了对分类结果的评价方法。
1 特征提取和选择
1.1 特征集构成
最常用的特征是光谱特征和纹理特征。光谱特征提取的是云在不同波段的辐射信息,如云顶亮温、可见光反照率等。这对区分不同高度的云至关重要,在可见光图像上亮度低的为低薄云,亮度高的是高冷云,而红外图像则相反。但是只用光谱特征的分类结果正确率并不高,因此也要结合云图的纹理特征进行分析。……
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