基于卫星图像的目标识别研究.docx

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基于卫星图像的目标识别研究

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刘佳

摘要：我国频繁的遭受台风、暴雨等强对流天气的侵袭，中尺度对流系统（MCS）是形成这些强对流天气的主要原因。无眼台风的中心定位是台风监测的难点，为了解决这个问题，提出一种基于密度矩阵和亮温修正的台风中心自动检测算法，该算法可同时适用于有眼台风和无眼台风。将所提算法应用于FY-2卫星红外图像分析台风案例，并将实验结果与中国气象局（CMA）公布的最佳路径以及其他方法进行比较，证明了该算法能够准确地确定台风中心位置。

关键词：中尺度对流系统；台风；中心定位；FY-2；密度矩阵；亮温修正

：TP311：A：1009-3044（2018）15-0171-03

ResearchonTargetRecognitionUsingSatelliteImage

LIUJia

（ShangqiuNormalUniversity，Shangqiu476000，China）

Abstract：Chinasufferedtyphoon，rainstormandothersevereconvectiveweatherfrequently，MesoscaleConvectiveSystem（MCS）isthemainreasonofformationsevereconvectiveweather.Thedifficultyofthetyphoonmonitoringisthecenterlocationoftheno-eyetyphoon.Anovelalgorithmisdevelopedfortheautomaticdetectingthecenteroftropicalcyclones（TC），densitymatrixandGausscorrectionareutilizedtodeterminethecenterofTC，themethodcanbeappliedtoboththetyphoonwhichhaseyeornon-eye.FY-2IRimagesofTChavebeenanalyzedusingtheproposedalgorithm.ExperimentalresultscomparedwiththeobservedtrackgivenbytheChinaMeteorologicalAdministration（CMA）andothermethodsshowthattheproposedmethodprovidesaccurateestimatesofthecyclonecenter.

Keywords：MesoscaleConvectiveSystem；typhoon；centerlocation；FY-2；densitymatrix；gausscorrection

1概述

近年來，在全球变暖为主要特征的气候变化背景下，极端天气现象逐渐增多，其中中尺度对流系统（MesoscaleConvectiveSystem，MCS）是形成极端强对流天气的主要原因，对其发展演化的研究是当今大气科学的一个重要课题。

在西北太平洋地区（包括中国南海），人们常将热带气旋（TropicalCyclone，TC）称为台风（Typhoon）。它是一种具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋，形成于热带海洋上空，是具有组织化对流活动的灾害性天气系统。我国位于太平洋的西岸，台风活动十分频繁，是世界上台风登陆最多、灾害最重的国家之一。

由于MCS生命周期较短，通常只有数小时（Hour，h）或十几个小时，因此具有较高时间和空间分辨率的卫星是监测和研究中尺度对流系统最有效的工具之一。我国虽已建成静止气象卫星和极轨气象卫星两大系列的卫星综合监测体系，但在台风监测分析预警业务中，对台风中心的定位和强度变化的估计等仍然过多地依赖于预报员的经验，因此很多预报具有较大的主观性和随意性，突出表现为缺乏规范性的客观方法，特别是台风的定位精度不高，远不能满足国家防灾减灾分析预警精细服务的需要。

综上所述，对灾害性天气的研究和监测，尤其是在短时内产生重大天气灾害的中尺度对流系统的研究有着十分重要的意义。台风中心位置的确定是分析预报中的重要环节，在不同发展阶段，若能进行准确监测和预报，对于做好及早预防、减少生命和财产损失，是一项十分有意义的工作。

2台风中心定位技术

台风在气象卫星云图上表现为有组织的涡旋状云系，有其特殊的云系特征，发展成熟的