基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法技术

本发明专利技术提供了一种基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，包括：收集并整理得到同一时次、同一区域的卫星云图数据和数值模式分析场产品，构建训练数据集；根据所述训练数据集，构建基于深度生成对抗网络的仿真卫星云图生成模型并对模型进行训练；根据仿真卫星云图生成模型，以数值模式预报场产品作为模型输入，重构对应预报时次的仿真卫星云图并作为结果输出。通过本发明专利技术实现了由数值模式产品生成仿真卫星云图的目的。

Cloud image generation method of simulation satellite based on generation of countermeasure network and numerical model products

【技术实现步骤摘要】
基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法
本专利技术属于气象
，涉及一种仿真卫星云图生成方法，尤其涉及一种基于生成对抗网络(GAN)和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法。
技术介绍
随着卫星遥感技术的快速发展，卫星云图在天气分析和预报中的作用日益增大，利用卫星云图可以分析不同尺度云系结构及其活动规律，而且云图数据直观性强，易于理解，是气象预报员分析天气现象的重要资料。然而，由于卫星云图是一种实时监测数据，实际业务过程中只能获取过去时次的卫星云图，而获取未来数小时或数十小时的卫星云图对于预报员判明未来天气演变具有重要的指导意义。数值天气预报模式是能够定量表述未来天气变化的一种主要技术手段，通过在数值天气预报模式产品基础上通过深度学习的方法生成仿真卫星云图，可获取未来数小数至数十小时的卫星云图仿真产品，对于气象预报员直观的掌握未来天气形势发展有很大的帮助，具有重要的实际使用价值。在现有技术方法中，可以通过辐射传输模式(RTTOV模式或CRTM模式等)计算辐射亮温，从而生成红外通道的仿真卫星云图，这种方法存在一定的不足和缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n步骤1，收集并整理得到同一时次、同一区域的卫星云图数据和数值模式分析场产品，构建训练数据集；/n步骤2，根据所述训练数据集，构建基于深度生成对抗网络的仿真卫星云图生成模型并对模型进行训练；/n步骤3，根据仿真卫星云图生成模型，以数值模式预报场产品作为模型输入，重构对应预报时次的仿真卫星云图并作为结果输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1，收集并整理得到同一时次、同一区域的卫星云图数据和数值模式分析场产品，构建训练数据集；
步骤2，根据所述训练数据集，构建基于深度生成对抗网络的仿真卫星云图生成模型并对模型进行训练；
步骤3，根据仿真卫星云图生成模型，以数值模式预报场产品作为模型输入，重构对应预报时次的仿真卫星云图并作为结果输出。


2.根据权利要求1所述的基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，步骤1中，数值模式分析场产品中包含云量要素；
其中，云量要素提供至少一层等压面层上的云量数据，数据选自1000hpa～100hpa范围内若干标准等压面层。


3.根据权利要求2所述的基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，数值模式分析场产品中还包括风场、涡度场、地表温度、云液水含量和云固水含量要素，其中，
风场要素提供至少一层等压面层上的风场数据，数据选自1000hpa～100hpa范围内若干标准等压面层；
涡度场要素提供至少一层等压面层上的涡度场数据，数据选自1000hpa～100hpa范围内若干标准等压面层。


4.根据权利要求1所述的基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，步骤1中，卫星云图数据为与数值模式分析场产品同区域范围的特定可见光通道数据、水汽通道数据、红外通道数据或多个通道数据的组合。


5.根据权利要求1所述的基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，在步骤2中，仿真卫星云图生成模型的生成网络G由编码-解码器网络结合一个上采样层模块构成。


6.根据权利要求5所述的基于生成对抗网络和数值模式产品的仿真卫星云图生成方法，其特征在于，步骤2中，将原始数值模式产品、真实卫星云图和生成网络G生成的仿真卫星云图均作为条件生成对抗网络模型中辨别网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：程文聪，张文军，王志刚，邢平，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军研究院战场环境研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11