CALIPSO Lidar Level 1B Data Products介绍

Posted 2022-04-23 大作家佚名

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引言

CALIOP 1B级产品包含半轨道（白天或夜）定标和地理定位单次（最高分辨率）激光雷达剖面数据。CALIOP Level 1B产品还包含Level 0激光雷达输入文件中不存在的其他数据，其中包括后期处理的星历数据，天体数据和已转换的有效载荷状态数据。
这篇博文主要是介绍总结1B数据产品中不同产品意义。

每个产品简单总结

Profile Time
这个字段记录的是TAI时间，用秒记录，时间始于1993年1月1日。
Profile Time UTC
这个时间记录的是UTC时间，格式如：‘yymmdd.ffffffff’,其中 ‘yy’ 表示年（如13年18年，用两位表示），‘mm’ 和 ‘dd’ 分别表示月和天， ‘ffffffff’ 每天的百分数。
Profile ID
32位整数，记录每一个剖面（profile，single-shot）的唯一ID在granule（数据文件）。

Profile_ID = hdfread('E:\\Lab107\\CCplot\\Examples\\CAL_LID_L1_Exp-Prov-V3-40.2018-01-22T04-30-00Z.hdf', '/Profile_ID', 'Index', [1  1],[1  1],[108900       1]);

Latitude
在地球表面上的激光脚点纬度，单位是°。
Longitude
Longitude, in degrees, of the laser footprint on the Earth’s surface.
Land Water Mask
一个8位整数，用于表示激光脚点处地表类型。
0 =浅海;
1 =陆地;
2 =海岸线;
3 =内陆浅水水域;
4 =间歇性水;
5 =内陆深水水域;
6 =continental ocean;
7 =深海。

IGBP Surface Type
International Geosphere/Biosphere Programme 国际地圈/生物圈计划（IGBP）对激光足迹表面类型的分类。CALIPSO产品结果中的标志与 IGBP表面类型CERES / SARB表面图中使用的结果相同。

1 Evergreen-Needleleaf-Forest
2 Evergreen-Broadleaf-Forest
3 Deciduous-Needleleaf-Forest
4 Deciduous-Broadleaf-Forest
5 Mixed-Forest
6 Closed-Shrublands
7 Open-Shrubland(Desert)
8 Woody-Savanna
9 Savanna
10Grassland
11 Wetland
12 Cropland
13 Urban
14 Crop-Mosaic
15 Permanent-Snow
16 Barren/Desert
17 Water
18 Tundra

NSIDC Surface Type
地表激光脚点的冰雪覆盖情况; 数据来自国家冰雪数据中心National Snow and Ice Data Center（NSIDC）。
Day Night Flag
昼或夜的标志， 0 = day, 1 = night.
Frame Number
帧号。该字段记录构成有效载荷数据采集周期（PDAC）的11帧序列内的帧数。 每帧由15个激光脉冲组成。 帧中的所有15个记录具有相同的帧号值。
Lidar Mode
激光雷达模式，这是一个代表激光雷达操作模式的16位整数。 对于所有Level 1B数据，激光雷达模式的值为3，表明激光雷达处于自主数据采集模式。
Lidar Submode
激光雷达子模式，这是一个代表激光雷达操作子模式的16位整数。 对于所有Level 1B数据，激光雷达子模式的值将为4，表明激光雷达正常工作。
Surface Elevation
This is the surface elevation at the laser footprint, in kilometers above local mean sea level, obtained from the GTOPO30 digital
elevation map (DEM).
Surface Elevation
表面高程，这是激光脚点\\在地表高度，高于当地平均海平面，单位是公里。
Laser Energy 532
此字段记录532nm激光器每个激光发射时的能量，单位是焦耳。
Laser Energy 1064
此字段记录1064nm激光器每个激光发射时的能量，单位是焦耳。
Perpendicular Amplifier Gain 532
532nm垂直通道放大器增益，
这是532 nm垂直通道的可变增益放大器的增益，单位为volts per volt.
Parallel Amplifier Gain 532
这是532 nm平行通道的可变增益放大器的增益，单位为volts per volt.
Amplifier Gain 1064
这是1064 nm通道的可变增益放大器的增益，单位为volts per volt.
激光能量532
Depolarization Gain Ratio 532
532退偏振增益比是532个垂直通道和532个平行通道之间的光电增益的比。 这个产品由Polarization Gain Ratio偏振增益比（PGR）模式测量确定。
Depolarization Gain Ratio Uncertainty 532
532退偏振增益比不确定性，该字段记录由于随机噪声引起的退偏振增益比不确定性。
Calibration Constant 532
定标常数，这是532 nm激光雷达定标常数。
Calibration Constant Uncertainty 532
定标常数不确定度，计算532 nm定标常数随机噪声引起的不确定度。
Calibration Constant 1064
这是1064 nm激光雷达定标常数。
Calibration Constant Uncertainty 1064
1064nm激光雷达定标常数不确定度。
Total Attenuated Backscatter 532
532nm总衰减后向散射，${\beta }_{532}^{{}^{\prime }}$是主要的激光雷达1级数据产品。 ${\beta }_{532}^{{}^{\prime }}$是532nm体积后向散射系数和532nm处的双向光学透射的乘积。
532nm衰减后向散射系数被记录在每个激光脉冲的对应的583个元素的阵列中，对应于由激光雷达数据高度字段定义的恒定高度网格（元数据中Lidar Data Altitudes字段中记录）。
为了减少下行数据量，使用不同的水平和垂直分辨率在不同的高度区间。

Perpendicular Attenuated Backscatter 532
此字段记录了532 nm垂直分量总衰减后向散射。
Attenuated Backscatter 1064
此字段记录了1064nm总衰减后向散射，${\beta }_{1064}^{{}^{\prime }}$。每条剖面第一个34bins包含值由-9999填充，因为在30.1-40km高度范围没有1064nm数据被下传。
Perpendicular Background Monitor 532
该段以532 nm垂直通道的数字化仪计数记录背景信号。
Parallel Background Monitor 532
This field reports the background signal, in digitizer counts, for the 532 nm parallel channel.
Perpendicular RMS Baseline 532
这个字段记录的是噪声RMS。
Parallel RMS Baseline 532
该字段报告532 nm并行通道中背景信号的数字化仪计数中的噪声RMS。
RMS Baseline 1064
Noise Scale Factor 532 Perpendicular
Noise Scale Factor 532 Parallel
Noise Scale Factor 1064
Perpendicular Column Reflectance 532
Perpendicular Column Reflectance Uncertainty 532
Parallel Column Reflectance 532
Parallel Column Reflectance Uncertainty 532
Molecular Number Density
分子数密度，是在33个标准高度上记录每个剖面的分子数密度，单位是每立方米分子数。33个标准高度，可以产看元数据中Met Data Altitudes字段。由GMAO提供的气象数据获得。
Ozone Number Density
由GMAO提供的气象数据获得。
Temperature
在Met Data Altitudes字段中记录的33个标准高度的每个剖面的温度（摄氏度）。由GMAO提供的气象数据获得。
Pressure
在33个标准海拔高度记录每个剖面的压力（毫巴）。由GMAO提供的气象数据获得。
Relative Humidity
在Met Data Altitudes字段中记录的33个标准高度的每个剖面的相对湿度。由GMAO提供的气象数据获得。
Surface Wind Speeds
地面风速，对于每个剖面，地面风速以米/秒为单位，分别为东向（带状）和北向（经向）表面风应力。由GMAO提供的气象数据获得。
Tropopause Height
对流层顶高度，记录每个剖面的对流层顶高度，以公里为单位。 对流层顶高度值是由GMAO提供的气象数据获得。
Tropopause Temperature
对流层顶温度，记录每个剖面的对流层顶温度，以摄氏度为单位。由GMAO提供的气象数据获得。
QC Flag #1
QC标志＃1，这是一个无符号的32位整数，每一位表示特定的错误条件，如表所定义。

QC Flag #2
QC标志＃2,这是一个无符号的32位整数，每一位表示特定的错误条件，如表所定义。

Off Nadir Angle
这是激光雷达观测矢量在最低点的角度，以度为单位。从2007年11月28日开始，最低点的角度被永久性地改为3.0度。
Viewing Zenith Angle
视场天顶角，这是激光雷达矢量与地表上激光雷达覆盖区顶点之间的角度，以度为单位。
Viewing Azimuth Angle
视场方位角，该字段记录激光雷达观测矢量北方的方位角，单位为度。
Solar Zenith Angle
太阳能天顶角，这是地表激光雷达脚点与太阳视线之间的角度，以度为单位。
Solar Azimuth Angle
太阳方位角，该字段记录从视线以北到太阳的方位角，以度为单位。
Scattering Angle
散射角，这是激光雷达矢量与太阳视线之间的角度，以度为单位。
Surface Altitude Shift
表面高度偏移，表面高度偏移包含剖面特定30米高度阵列与固定30米高度之间的高度差包含平均海平面的数组元素的数组。
Number Bins Shift
Spacecraft Altitude
Spacecraft Position
Spacecraft Velocity
Spacecraft Attitude
Spacecraft Attitude Rate

总结

这篇博文主要是翻译CALIPSO Quality Statements Lidar Level 1B Profile Products Version Releases: 2.01,2.02，从这个文档里可以找到完整的数据产品介绍。