本申請涉及大氣遙感監測，尤其涉及一種基于星載激光雷達的海霧探測方法和裝置。

背景技術：

1、海霧是一種由水汽凝結或華現象形成的低層大氣現象，通常由大量水滴或冰晶(或兩者同時存在)積聚而成，能夠使水平能見度降低至1公里以下。海霧常見于海洋或沿海區域，并對空中、海上以及陸地交通運輸造成嚴重影響。同時，它也對通信、捕撈以及海上軍事活動等領域帶來了極大不便。因此，海霧的形成機制、演變過程以及時空分布特征一直是氣象研究領域的重要課題。

2、由于海洋地區氣象站點稀疏，傳統的觀測手段難以滿足獲取大范圍、高精度海霧數據的需求，且現有的海霧分布探測算法主要針對海霧覆蓋范圍進行探測，依賴于星載被動遙感的多通道光譜數據，而沒有充分利用星載主動遙感的垂直結構探測能力，導致海霧分布探測結果僅限于二維平面，缺乏垂直剖面的詳細數據，這在一定程度上限制了海霧監測的精度和準確性。

技術實現思路

1、有鑒于此，本申請提供一種基于星載激光雷達的海霧探測方法和裝置，可準確、有效地實現海霧垂直分布的探測。

2、具體地，本申請是通過如下技術方案實現的：

3、本申請第一方面提供一種基于星載激光雷達的海霧探測方法，所述方法包括：

4、根據散射特征，計算散射特征參數值的統計分布特征，根據所述統計特征分布和已有的散射特征數據庫，設定用于云-氣溶膠區分的多參數聯合閾值；

5、基于設定的多參數聯合閾值，對星載激光雷達剖面數據中每個垂直分辨單元的散射特征參數進行分析，完成云-氣溶膠的初步區分，并從所述云-氣溶膠范圍篩選出距海面指定高度內的云層次；

6、根據星載激光雷達獲取大氣層次的垂直結構信息，結合所述云層次的云底高度和散射特征參數，將滿足散射特征判據的區域標定為海霧層次；

7、計算所述海霧層次在垂直和水平分布上的連續性特征，基于垂直方向上相鄰像素點的散射特征參數判斷層次的垂直連續性，結合水平分布中海霧層次的空間拓撲特征，識別信號中斷點及異常分布區域；

8、對信號中斷點區域的散射特征數據進行插值補全，剔除異常分布區域，并重新校正垂直和水平分布的層次特征，輸出優化后的海霧層次分布結果。

9、本申請第二方面提供一種基于星載激光雷達的海霧探測裝置，所述裝置包括設定模塊、區分模塊、標定模塊、識別模塊和輸出模塊；

10、所述設定模塊，用于根據散射特征，計算散射特征參數值的統計分布特征，根據所述統計特征分布和已有的散射特征數據庫，設定用于云-氣溶膠區分的多參數聯合閾值；

11、所述區分模塊，用于基于設定的多參數聯合閾值，對星載激光雷達剖面數據中每個垂直分辨單元的散射特征參數進行分析，完成云-氣溶膠的初步區分，并從所述云-氣溶膠范圍篩選出距海面指定高度內的云層次；

12、所述標定模塊，用于根據星載激光雷達獲取大氣層次的垂直結構信息，結合所述云層次的云底高度和散射特征參數，將滿足散射特征判據的區域標定為海霧層次；

13、所述識別模塊，用于計算所述海霧層次在垂直和水平分布上的連續性特征，基于垂直方向上相鄰像素點的散射特征參數判斷層次的垂直連續性，結合水平分布中海霧層次的空間拓撲特征，識別信號中斷點及異常分布區域；

14、所述輸出模塊，用于對信號中斷點區域的散射特征數據進行插值補全，剔除異常分布區域，并重新校正垂直和水平分布的層次特征，輸出優化后的海霧層次分布結果。

15、本申請提供的基于星載激光雷達的海霧探測方法和裝置，通過計算散射特征參數值的統計分布特征并設定多參數聯合閾值，相較于傳統的僅依賴單一或較少的參數進行判斷的方法，考慮了多種散射特征的綜合影響，大大提高了區分的準確性，減少了誤判的可能性。利用星載激光雷達的垂直結構信息，在云-氣溶膠區分的基礎上，進一步篩選出距海面指定高度內的云層次，并結合云底高度和散射特征參數進行判斷，能夠精準地將滿足散射特征判據的區域標定為海霧層次。這樣利用了激光雷達在垂直探測方面的優勢，克服了傳統觀測手段難以獲取大氣垂直結構信息的缺陷，使得海霧層次的識別更加準確、可靠。此外，通過計算海霧層次在垂直和水平方向的連續性特征，識別信號中斷點及異常分布區域，并對中斷點區域進行插值補全和異常區域剔除，最終重新校正層次特征并輸出優化后的海霧層次分布結果，可有效解決因探測信號減弱、數據噪聲等因素導致的海霧層次不連續和誤識別問題，提高了海霧分布結果的完整性和準確性，同時，這一操作有助于去除誤識別的海霧層次，并確保所有識別的層次在物理和地理上的合理性。

技術特征：

1.一種基于星載激光雷達的海霧探測方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述設定用于云-氣溶膠區分的多參數聯合閾值，包括：

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于設定的多參數聯合閾值，對星載激光雷達剖面數據中每個垂直分辨單元的散射特征參數進行分析，完成云-氣溶膠的初步區分，包括：

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將滿足散射特征判據的區域標定為海霧層次包括：

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，識別信號中斷點及異常分布區域，包括：

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對信號中斷點區域的散射特征數據進行插值補全，包括：

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述剔除異常分布區域，包括：

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸出優化后的海霧層次分布結果，包括：

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對星載激光雷達剖面數據中每個垂直分辨單元的散射特征參數進行分析，包括：

10.一種基于星載激光雷達的海霧探測裝置，其特征在于，所述裝置包括設定模塊、區分模塊、標定模塊、識別模塊和輸出模塊；

技術總結
本申請提供一種基于星載激光雷達的海霧探測方法和裝置，屬于大氣遙感監測領域。所述方法包括：設定用于云?氣溶膠區分的多參數聯合閾值；基于設定的多參數聯合閾值，完成云?氣溶膠的初步區分，并從云?氣溶膠范圍篩選出距海面指定高度內的云層次；結合云層次的云底高度和散射特征參數，將滿足散射特征判據的區域標定為海霧層次；計算海霧層次在垂直和水平分布上的連續性特征，識別信號中斷點及異常分布區域；對信號中斷點區域的散射特征數據進行插值補全，剔除異常分布區域，并重新校正垂直和水平分布的層次特征，輸出優化后的海霧層次分布結果。本申請提供的基于星載激光雷達的海霧探測方法和裝置，可準確、有效地實現海霧垂直分布的探測。

技術研發人員：劉東,徐文韜,張敬昕,吳蘭
受保護的技術使用者：東海實驗室
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28