卫星风矢场的计算方法.doc资源-CSDN文库

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基于卫星云图的风矢场（云导风）度量模型与算法探讨

卫星云图在掌握大气环流、中长期天气预报以及灾害性天气学的

研究中有重要作用。它由地球同步卫星上的红外探测仪探测地球上空

的温度数据再转换成灰度数据制作而成。附件中定标数据文件

k_temp.txt 给出了灰度数据与温度数据的转换关系，k_temp.txt 内有

1024 个实型数，依次是图象灰度数据为 0 到 1023 所对应的 K 氏温度

值，灰度值为 -1 时对应的是地球以外的探测点。[注：地球是被探测

温度的唯一来源，如果天空无云，探测到的温度可以看成是地球表面

的温度；在有云层的地方，探测到的温度相对较低，且云层越高越厚

温度就越低，探测到的温度可看成云层所在区域的温度]。红外探测

仪扫描采样时，按步进角(南北方向)和行扫描角（东西方向）均为 140

微弧（1 弧度＝1000000 微弧）采样。在卫星与地球中心的连线和地

球表面的交点（称为星下点）处的分辨率大约是 5 公里。本题提供的

卫星探测数据文件都是 2288×2288 的灰度值矩阵，矩阵的每个元素

都对应地球上或地球外的一个探测点（或称采样点）。同步卫星离地

球中心的高度为 42164000 米, 星下点在东经 86.5 度, 北纬 0 度，星

下点对应的矩阵元素位于矩阵的第 1145 行和第 1145 列相交处。

为解答本题，首先要确定灰度矩阵中每个元素对应的采样点在地

球上的经纬度。地球可视为理想椭球，这个理想椭球可以由地球的一

个经过南北极的椭圆截面绕南北极的连线旋转而得到，椭圆截面的长

半轴（赤道半径）=6378136.5m, 短半轴（极半径）=6356751.8m；据

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