本申请提供了一种利用短波辐射估算长波净辐射和下行辐射的方法和装置，利用短波辐射估算长波净辐射的方法包括：获取短波净辐射样本和长波净辐射样本；建立短波净辐射样本和长波净辐射样本之间的数学关系；获取待处理的遥感图像；计算遥感图像对应的短波净辐射；将短波净辐射代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射，进一步地，可根据长波净辐射获得长波下行辐射。通过本发明专利技术，无论在有云条件下还是在晴空条件下，均能够直接由短波辐射估算长波辐射，解决了现有技术中由于无法从有云条件下的遥感图像上获取长波辐射，而导致的长波辐射空间不连续的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及遥感
，特别地，涉及一种利用短波辐射估算长波净辐射和下行辐射的方法和装置。
技术介绍
目前利用遥感图像获取长波辐射(下行辐射和净辐射)，主要集中在晴空条件下，因为利用遥感图像反演长波辐射主要依赖热红外波段，然而热红外波段很难穿透云层，致使利用遥感图像反演长波辐射几乎都集中在晴空条件下，有云条件下的长波辐射无法直接从遥感图像上获取，这样导致光学遥感图像反演的辐射产品空间不连续，难于被研究全球变化的模型采用，也难于准确刻画地表的热状况，限制了遥感反演的长波辐射在全球变化研究、地表辐射平衡/能量平衡、蒸散发估算、陆地或气候模式等领域的广泛应用。因此，发展有云条件下长波辐射计算方法十分迫切。而专利技术人发现，短波辐射和长波辐射之间存在一定关系，例如，有云时，短波辐射减小，而相应的地表温度也低。一般情况下，有云时短波辐射估算相对较容易，因此，可以避开云层对热红外波段的影响，利用短波辐射来直接估算长波辐射。针对现有技术中光学遥感反演的辐射产品空间不连续的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本申请提供一种利用短波辐射估算长波净辐射和下行辐射的方法和装置，用于解决现有技术中光学遥感反演的辐射产品空间不连续的技术问题。—方面，本专利技术提供了一种利用短波辐射估算长波净辐射的方法，该方法包括:获取短波净辐射样本和长波净辐射样本;建立短波净辐射样本和长波净辐射样本之间的数学关系;获取待处理的遥感图像;计算遥感图像对应的短波净辐射;将短波净辐射代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射。进一步地，获取短波净辐射样本和长波净辐射样本包括:通过辐射传输模型模拟生成短波净辐射样本和长波净辐射样本;和/或通过观测站点的数据获取短波净辐射样本和长波净福射样本。进一步地，辐射传输模型为M0DTRAN5传输模型或SBDART传输模型。进一步地，建立短波净辐射样本和长波净辐射样本之间的数学关系包括:获取地表反照率样本、大气底层平均温度样本和平均湿度样本以地表反照率样本、大气底层平均温度样本、平均湿度样本和短波净辐射样本为输入数据，以长波净辐射样本为输出数据，通过神经网络模型建立短波净辐射样本和长波净辐射样本之间的数学关系。进一步地，大气底层平均温度样本为700mb到地面之间的平均温度。进一步地，在晴空条件下时，将短波净辐射代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射包括:利用晴空条件下的大气温度和湿度廓线、地表反照率产品获得地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度；以及将短波净辐射、地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射。进一步地，在有云条件下时，将短波净辐射代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射包括:利用有云条件下的AIRS/AMSU数据获得大气温度和湿度廓线;利用大气温度和湿度廓线、地表反照率产品获得地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度；以及将短波净辐射、地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射。—方面，本专利技术提供了一种利用短波辐射估算长波下行辐射的方法，该方法包括:采用本专利技术提供的任意一种利用短波辐射估算长波净辐射的方法得到长波净辐射;计算长波上行辐射;以及将长波上行辐射与长波净辐射相叠加，以得到长波下行辐射。进一步地，在有晴空条件下时，计算长波上行辐射包括:根据晴空条件下的光学地表温度产品数据和发射率产品数据，计算晴空条件下的长波上行辐射。进一步地，在有云条件下时，计算长波上行辐射包括:根据有云条件下的微波地表温度产品数据和发射率产品数据，计算有云条件下的长波上行辐射。另一方面，本专利技术提供了一种利用短波辐射估算长波净辐射的装置，该装置包括:第一获取模块，用于获取短波净辐射样本和长波净辐射样本;建模模块，用于建立短波净辐射样本和长波净辐射样本之间的数学关系;第二获取模块，用于获取待处理的遥感图像;第一计算模块，用于计算遥感图像对应的短波净辐射;第二计算模块，用于将短波净辐射代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射。进一步地，第一获取模块具体执行以下步骤:通过辐射传输模型模拟生成短波净辐射样本和长波净辐射样本;和/或通过观测站点的数据获取短波净辐射样本和长波净辐射样本。进一步地，辐射传输模型为M0DTRAN5传输模型或SBDART传输模型。进一步地，建模模块具体执行以下步骤:获取地表反照率样本、大气底层平均温度样本和平均湿度样本以地表反照率样本、大气底层平均温度样本、平均湿度样本和短波净辐射样本为输入数据，以长波净辐射样本为输出数据，通过神经网络模型建立短波净辐射样本和长波净辐射样本之间的数学关系。进一步地，大气底层平均温度样本为700mb到地面之间的平均温度。进一步地，在晴空条件下时，第二计算模块具体执行以下步骤:利用晴空条件下的大气温度和湿度廓线、地表反照率产品获得地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度；以及将短波净辐射、地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射。进一步地，在有云条件下时，第二计算模块具体执行以下步骤:利用有云条件下的AIRS/AMSU数据获得大气温度和湿度廓线;利用大气温度和湿度廓线、地表反照率产品获得地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度；以及将短波净辐射、地表反照率、大气底层平均温度和平均湿度代入数学关系，得到遥感图像对应长波净辐射。另一方面，本专利技术提供了一种利用短波辐射估算长波下行辐射的装置，该装置包括:长波净辐射估算模块，用于执行本专利技术提供的任意一种利用短波辐射估算长波净辐射的方法得到长波净辐射;长波上行辐射计算模块，用于计算长波下行辐射；以及长波下行辐射计算模块，用于将长波上行辐射与长波净辐射相叠加，以得到长波下行辐射。进一步地，在有晴空条件下时，长波上行辐射计算模块具体执行以下步骤:根据晴空条件下的光学地表温度产品数据和发射率产品数据，计算晴空条件下的长波上行辐射。进一步地，在有云条件下时，长波上行辐射计算模块具体执行以下步骤:根据有云条件下的微波地表温度产品数据和发射率产品数据，计算有云条件下的长波上行辐射。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的【具体实施方式】。【附图说明】通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中: 图1为根据本专利技术实施例一利用短波辐射估算长波下行辐射的方法流程图； 图2为根据本专利技术实施例二利用短波辐射估算长波下行辐射的方法流程图； 图3为根据本专利技术实施例三利用短波辐射估算长波下行辐射的方法流程图； 图4为根据本专利技术实施例四利用短波辐射估算长波下行辐射的方法流程图； 图5为根据本专利技术实施例五利用短波辐射估算长波净辐射的装置框图； 图6为根据本专利技术实施例六利用短波辐射估算长波下行辐射的装置框图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步说明。需要指出的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用短波辐射估算长波净辐射的方法，其特征在于，包括：获取短波净辐射样本和长波净辐射样本；建立所述短波净辐射样本和所述长波净辐射样本之间的数学关系；获取待处理的遥感图像；计算所述遥感图像对应的短波净辐射；将所述短波净辐射代入所述数学关系，得到所述遥感图像对应长波净辐射。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王天星，施建成，阎广建，陈玲，焦中虎，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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