云是海洋遥感的一项重要研究内容, 云检测精度对于海洋上空云微物理特性的反演和海洋水体观测具有重要意义。以高分五号卫星搭载的大气气溶胶多角度偏振探测仪 (Directional polarimetric camera, DPC) 在轨成像数据为研究对象, 提出了一种基于多角度偏振辐射信息的海洋上空云检测方法。首先用耀光角判别法区分出海洋耀光区域和非耀光区域, 然后利用多角度偏振信息对耀光区域进行云检测, 并基于反射率阈值、可见近红外反射率比值和偏振信息检验等方法对非耀光像元进行云检测。以印度洋和大西洋海域为例, 基于DPC数据进行了海洋上空云检测, 经过时空匹配后, 其结果与 MODIS (Moderate-resolution imaging spectroradiometer) 云掩膜数据一致性分别为 91.39% 和 94.73%。此外, 用法国 POLDER3 (Polarization and directionality of the earth′s reflectances) 数据验证了文中算法的有效性, 将云检测结果和 POLDER3 官方云检测产品对比, 一致性达到 90.40%。文中提出的多角度偏振辐射阈值云检测算法, 可为卫星观测的海洋上空云特性研究和海洋水体观测提供有效云检测数据。

针对光学遥感手段无法探测云雾覆盖下绿潮分布区域这一现状问题, 本文着力于开展绿潮时空分布的监测研究, 获取了近三年五月中旬到八月中旬的GOCI(geostationary ocean color imager)数据, 基于该数据进行绿潮范围提取、绿潮漂移路径分析、精细化云区域提取和统计云覆盖情况, 分析云量覆盖对利用静止轨道卫星监测绿潮的影响程度, 进而从探测能力和动态能力两方面论证利用静止轨道卫星开展绿潮业务化监测的可行性。

对于复杂云层背景下的红外弱小目标检测跟踪一直是图像处理的研究热点。受复杂云层和强光等因素的干扰,目标很容易淹没在背景中。针对传统方法无法兼顾较高的目标检测概率和较低的目标检测虚警率的问题,提出了一种目标检测跟踪方法。通过梯度预滤波的方法获取初始目标,二次比对的方法获取真实目标;通过目标航迹建立与删除的方法降低虚警率;通过抗云层遮挡卡尔曼滤波跟踪的方法提升目标检测能力。实验结果表明,该技术不仅很好地抑制了复杂云层背景和强光干扰背景,而且通过目标建航和抗遮挡跟踪等方法极大提升了目标检测概率,降低了虚警率。

地表温度是描述陆表过程和反映地表特征的重要参数。 及时掌握区域和全球尺度上的地表温度时空分布是许多地表过程研究和热红外遥感应用的必需。 热红外遥感是地表温度快捷获取的最佳手段， 但仅局限于天空晴朗无云情形。 云覆盖致使热红外遥感不能直接获取云覆盖像元地表温度， 其反演结果为云顶温度或附加了云辐射强迫效应后的地表温度。 如何精准获取热红外遥感图像中云覆盖像元地表温度信息， 成为热红外遥感地表温度反演和应用亟待完善的难题。 文章系统详细回顾了国内外热红外遥感图像中云覆盖像元地表温度估算方法， 评述了各方法的特性， 并指出今后应加强加深热红外遥感与被动微波遥感融合技术、 数据同化技术、 尺度效应和算法参数化中普适性假定等四方面研究。

云是气象预测和航空航海等领域中非常重要的因素之一，所以对云进行观测具有重要的现实意义。而云量作为其中重要的气象参数之一，已成为气象观测的重要内容。目前，对于云量的观测主要还是靠目测，由于各种因素的影响导致误差较大。测量云量是激光云高仪的一个重要应用。提出了一种激光云高仪云量自动反演算法，算法以激光云高仪单点测量数据为基础构造一个关于时间和云层高度的二维图像，按照云层所占用的时间比率进行反演计算云量。对比实验验证表明，算法能较为准确地反演出云量信息，对激光云高仪具有实用价值。

利用全自动观测仪器Total Sky Imager880统计得到了内陆典型地区合肥和东南沿海地区云量随时、月和季节变化统计特征，以及无云视线概率(P_CFLOS)随小时和仰角变化的统计特征。合肥地区年平均云量在中午偏多，早上和傍晚偏少；东南沿海云量随时间变化与合肥地区云量随时间变化趋势相反；一般春夏两季云量比秋冬两季要多，合肥地区月平均云量在50%～88%之间变化，东南沿海月平均云量在40%～55%左右；合肥地区季节平均P_CFLOS最大不超过0．35，而东南沿海月平均P_CFLOS最大达到0．7。