一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法技术

本申请公开了一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，解决反演精度差、计算效率低的问题。包含：计算偏振反射率查找表，包含偏振反射率的理论向量；从卫星历史观测数据计算像元的散射角和对应的偏振反射率观测值；设置空间反演分辨率，抽取散射角在145°～165°范围内偏振反射率值构成观测向量；针对不同的云粒子有效半径和云粒子有效方差离散值，对理论向量进行曲线拟合得到多个理论曲线；对观测向量进行曲线拟合得到观测曲线；将理论曲线和观测曲线进行比较，得到与观测曲线最相似的理论曲线及相似度。改变空间反演分辨率，重复计算述相似度，取所述相似度超过阈值时的最小反演单元所对应的空间反演分辨率，作为最佳空间反演分辨率。

A spatial inversion resolution optimization method for spectral distribution of water and particle

The present invention discloses a spatial inversion resolution optimization method for spectral distribution of water and a particle, thereby solving the problem of poor inversion accuracy and low computational efficiency. Includes: Calculation of polarized reflectance of look-up table, theory of vector containing the polarization reflectance; polarized reflectance measurements of scattering angle and the corresponding pixel values from the satellite data set; spatial resolution of inversion and extraction of scattering angle from 145 degrees to 165 degrees within the scope of the polarization reflectance value of observation vector; the cloud effective particle radius and cloud effective particle variance of different values of the discrete vector theory, get a number of theoretical curve fitting; the observation vectors observed curve fitting; the theoretical curve and the observation curve comparison, theoretical curve and similarity and the most similar observation curve. The spatial inversion resolution is changed and the similarity is calculated repeatedly, and the spatial inversion resolution corresponding to the minimum inversion unit when the similarity exceeds the threshold is taken as the optimum spatial resolution.

【技术实现步骤摘要】
一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法
本申请涉及遥感领域，尤其涉及水云云粒子谱分布反演的方法。
技术介绍
地球表面约有20％-30％被水云覆盖，通过卫星数据反演得到的水云光学特性和微物理特性参数广泛应用于气候变化、遥感监测、天气预报、模式开发等领域。水云云粒子谱分布包含两个重要参数：云滴有效粒子半径和有效方差。云粒子谱分布的反演，多角度偏振方法可以同时获得云粒子有效半径和有效方差信息。GF系列卫星搭载的大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)能够提供多角度的偏振观测数据。实际水云在水平方向上的非均匀分布，多角度偏振观测中，有效观测数据在有限的水平观测面积内，不一定完全落在偏振角度范围(145°～165°)，为了达到反演偏振角度范围要求，往往会以增加观测面积来增加观测数据，然而水云水平方向是非均匀的，观测面积的增加，会使云粒子有效半径、有效方差的反演精度降低。
技术实现思路
本专利技术提出一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，解决反演精度差、计算效率低的问题。本申请实施例提供的一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，包括以下步骤：步骤1、根据Mie散射理论计算偏振反射率随本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据Mie散射理论计算偏振反射率随散射角、云粒子有效半径、云粒子有效方差变化的数据，组成查找表；所述查找表包含云粒子有效半径离散值和云粒子有效方差离散值条件下，偏振反射率随散射角变化的理论向量；从卫星历史观测数据中获取水云的多角度偏振观测信息，计算各个像元的散射角和对应的偏振反射率观测值；设置空间反演分辨率，在对应的反演单元内抽取散射角在145°～165°范围内任意像元的偏振反射率值，构成偏振反射率随散射角变化的观测向量；针对不同的云粒子有效半径离散值和云粒子有效方差离散值，对所述理论向量进行曲线拟合，得到多个理论曲线；对...

【技术特征摘要】
1.一种水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据Mie散射理论计算偏振反射率随散射角、云粒子有效半径、云粒子有效方差变化的数据，组成查找表；所述查找表包含云粒子有效半径离散值和云粒子有效方差离散值条件下，偏振反射率随散射角变化的理论向量；从卫星历史观测数据中获取水云的多角度偏振观测信息，计算各个像元的散射角和对应的偏振反射率观测值；设置空间反演分辨率，在对应的反演单元内抽取散射角在145°～165°范围内任意像元的偏振反射率值，构成偏振反射率随散射角变化的观测向量；针对不同的云粒子有效半径离散值和云粒子有效方差离散值，对所述理论向量进行曲线拟合，得到多个理论曲线；对所述观测向量进行曲线拟合，得到观测曲线；将所述多个理论曲线和所述观测曲线进行比较，得到与所述观测曲线最相似的理论曲线及相似度；改变空间反演分辨率，重复上一步骤，更新所述相似度，得到所述相似度随空间反演分辨率变化的规律；取所述相似度超过阈值时的最小反演单元所对应的空间反演分辨率，作为最佳空间反演分辨率。2.如权利要求1所述水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，其特征在于，所述观测向量的元素数量不少于20。3.如权利要求1所述水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，其特征在于，所述观测向量相邻元素对应的散射角差异小于5°。4.如权利要求1所述水云云粒子谱分布的空间反演分辨率优化方法，其特征在于，还包含以下步骤：在任一所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚华哲，胡斯勒图，安妮，黎微微，包山虎，
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