一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法

技术特征：
1.一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，包括以下步骤，分别获取云团有效观测区联合主动和被动卫星载荷异构的云相态数据，将多源异构的云相态进行空间维度统一；从云团伞状构型的云顶水平向和云团内部垂直向实现云相态动态融合，得到云团有效观测区伞型云相态融合结果集；利用云相态融合结果集对云层内探测数据缺失区域开展粒子相态生长数学模型，重构无探测数据区的云粒子形态，获取云团非有效探测区域的三维空间相态信息。2.根据权利要求1所述的一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，所述获取云团有效观测区联合主动和被动星载荷异构的云相态数据具体方法为：利用parasol、aqua、calipso和cloudsat四类卫星获取caliop、cpr和polder3、modis的卫星载荷云相态数据，记为{p
polder
,p
modis
,p
caliop
,p
cpr
}。3.根据权利要求2所述的一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，所述将多源异构云相态进行空间维度统一具体方法为：选择云相态空间分辨率最高的caliop云相态为参考标准维度，对其他cpr、polder3和modis云相态进行二维重构，得到调整后的云相态4.根据权利要求3所述的一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，所述实现云相态动态融合具体方法为：基于云团有效观测区伞型结构，在伞型结构云顶方向和垂直方向建立四/两载荷多目标最优化融合算法，算法如下：其中分别表示polder3、modis、caliop、cpr调整后的云相态反演结果，a,b,c,d分别表示四个载荷云相态在水平融合过程中的权重系数，e,f分别表示两个载荷云相态在垂直融合过程中的权重系数，表示云顶相态融合结果，表示垂直廊线上的云相态融合结果。5.根据权利要求4所述的一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，所述得到云团有效观测区伞型云相态融合结果集的具体方法为：根据多目标最优化融合算法获取云顶相态融合结果集和垂直廓线上的云相态融合结果集其中x，y，z和x
′
，y
′
，z
′
表示为x轴y轴z轴的坐标。6.根据权利要求5所述的一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，所述开展粒子相态生长数学模型研究具体方法为：联合云团顶部相态云顶高度h(top)、云底高度h(button)与云廓线粒子相态
以云顶相态融合结果集hf与垂直云相态融合结果集vf的交集λ＝hf∩vf＝{hvf(x
t
,y
t
,z
t
)}为生长点，构建基于改进的蒙特卡罗规则的相邻粒子相态生长模型；模型如下：假设生长起点云粒子相态为hvf(x
t
,y
t
,z
t
)，其同层邻近粒子相态可用以下生长公式推导：其中m,n,l分别为生长终点距离生长起点沿x轴y轴z轴的投影单位距离，分别为左下右下云粒子的蒙特卡罗生长因子。7.根据权利要求6所述的一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，其特征在于，根据所述生长公式和所述蒙特卡罗生长因子，推导当前云粒子左下方和右下方云粒子的相态，并依次循环递推得到下一个相邻云粒子在不同蒙特卡罗生长因子作用下的云粒子相态，构建基于蒙特卡罗方法的相邻云粒子相态生长模型，获取每层未探测区域的云粒子相态，重构整个云团非有效探测区域的三维云粒子相态，实现统一空间下非有效探测数据区的云相态动态协同反演。

技术总结
本发明公开了一种云团无探测数据区的云粒子相态生长方法，依托PARASOL、Aqua、CALIPSO和CloudSat四类卫星载荷数据分别进行伞型云团水平和垂直向云粒子动态协同处理，构建云团无效探测区域的云粒子生长数学模型并重构出云团内数据缺失区域的粒子相态，实现云团粒子相态的动态获取，解决多源异构空间数据的协同及无探测数据区反演的难题，为云、气溶胶等大气协同探测提供新的方法支撑。气协同探测提供新的方法支撑。


技术研发人员：陈震霆
受保护的技术使用者：昆明学院
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/9/2