CALIPSO数据产品总结

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官方详细数据产品介绍

https://www-calipso.larc.nasa.gov/resources/calipso_users_guide/data_summaries/index.php

引言

对CALIPSO众多数据产品有时难以区分,这里对Level1以及Level2 的profile和Layer中重要的数据产品做一个简要总结。
##数据产品介绍与区别
Level1廓线数据中常用的数据产品有:

Total_Attenuated_Backscatter_532 (units: per kilometer per steradian)
Perpendicular_Attenuated_Backscatter_532 (units: per kilometer per steradian)
Attenuated_Backscatter_1064 (units: per kilometer per steradian)

这3个数据产品长度是n*583,其中n是激光脚点数(廓线数),583是一条测量了583个数据点。

Level2 气溶胶廓线数据中常用的数据产品有:

Column_Optical_Depth_Aerosols_532 (no units)
Column_Optical_Depth_Aerosols_1064 (no units)
Column_Optical_Depth_Stratospheric_1064 (no units)
Column_Integrated_Attenuated_Backscatter_532 (no units)

这4个数据产品长度是n*1,n是廓线数。

Total_Backscatter_Coefficient_532  (units: sr^-1km^-1)
Perpendicular_Backscatter_Coefficient_532  (units: sr^-1km^-1)
Particulate_Depolarization_Ratio_Profile_532 (no units)
Extinction_Coefficient_532 (units: km^-1)
Backscatter_Coefficient_1064 (units: sr^-1km^-1)
Extinction_Coefficient_1064 (units: km^-1)

这6个数据产品长度是n*399,n廓线数,399是每一条廓线的测量点数。

Level2 气溶胶层数据中常用的数据产品有:

Column_Integrated_Attenuated_Backscatter_532 (units: 1/sr)
Column_Optical_Depth_Aerosols_532 (units: NoUnits)
Column_Optical_Depth_Aerosols_1064 (units: NoUnits)

这三个数据产品长度是n*1

Integrated_Attenuated_Backscatter_532 (units: 1/sr)
Integrated_Attenuated_Backscatter_1064 (units: 1/sr)
Measured_Two_Way_Transmittance_532 (units: NoUnits)
Integrated_Particulate_Depolarization_Ratio (units: NoUnits)
Measured_Two_Way_Transmittance_532 (units: NoUnits)

这个两个数据产品长度n*8

Attenuated_Backscatter_Statistics_532 (units: 1/km 1/sr)
Attenuated_Backscatter_Statistics_1064 (units: 1/km 1/sr)
Integrated_Attenuated_Total_Color_Ratio (units: NoUnits)

这个两个数据产品长度n*48


### 关于CALIPSO数据可视化的工具和方法 #### ccplot命令行程序 ccplot是一个开源的用于绘制CloudSat, CALIPSO以及Aqua MODIS数据产品的命令行程序,能够处理廓线、层、地球可视化数据。对于从事对地观测数据分析与作图的需求而言,ccplot提供了有效的手段来呈现CALIPSO数据中的信息[^1]。 ```bash # 安装ccplot (针对MacPorts环境下的安装方式) sudo port install ccplot ``` #### Python脚本实现Calipso-VFM数据读取与显示 另一个选项是使用专门开发的一个Python项目,它依赖于`numpy`和`matplotlib`库完成对Calipso-VFM(垂直特征掩膜)数据的有效读取及图形化展示。这个方案不仅适合科研人员探究大气内云层和气溶胶分布情况,同样也适用于遥感数据处理器和个人学习者实践操作[^2]。 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from netCDF4 import Dataset def read_calipso_vfm(file_path): dataset = Dataset(file_path) # 假设VFM数据存储在一个名为'vfm_data'的变量中 vfm_data = dataset.variables['vfm_data'][:] return vfm_data def plot_calipso_vfm(vfm_data): plt.imshow(vfm_data.T, origin='lower') plt.colorbar(label="Feature Type") plt.title('CALIPSO VFM Visualization') plt.xlabel('Along Track Index') plt.ylabel('Altitude Layers') plt.show() file_path = 'path_to_your_calipso_file.nc' data = read_calipso_vfm(file_path) plot_calipso_vfm(data) ``` 上述代码片段展示了如何加载NetCDF格式的CALIPSO VFM文件,并将其转换成图像形式以便直观观察。这种方法具有较高的灵活性,允许使用者根据具体需求调整参数设置或增加额外功能。 #### HDF文件读取与可视化 除了以上两种途径外,还可以考虑直接解析由CALIPSO卫星产生的HDF格式原始数据文件。虽然官方推荐使用IDL程序包来进行此类工作,但是借助像`h5py`这样的Python库同样可以达成目的;当然,如果已经成功编译了ccplot,则可以直接运用其内置的功能进行绘图[^3]。 ```python import h5py with h5py.File('example.hdf', 'r') as f: keys = list(f.keys()) print(keys) # 进一步访问特定的数据集... ``` 通过这些不同层次的方法论——无论是简易快捷还是复杂精细——都能满足各类用户群体对于CALIPSO数据可视化的要求。
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