一种基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法及系统，其方法包括：创建覆盖目标区域的网格，并获得每个网格中心点的投影坐标；将目标区域的AOD以及介导卫星AOD时空自相关性的变量分别重采样到网格中，并匹配网格与数据，将每日数据形成单独数据集；基于卫星AOD时空自相关性建立预测数据集；对预测数据集重复抽样多次，每一次抽样均构建基于广义加和模型的缺失预测模型；基于所建立的多个缺失预测模型分别预测AOD缺失数据，将每个网格多次预测平均值作为最终AOD预测值。本发明专利技术在考虑卫星AOD具有时间和空间自相关性的同时，对卫星AOD的缺失进行预测。通过对比预测值与遥感监测值，获得的预测准确度的指标反映该方法缺失预测准确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法及系统
本专利技术涉及卫星遥感气溶胶缺失预测
，特别涉及一种基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法及系统。
技术介绍
PM2.5是指空气中空气动力学粒径小于2.5μm的颗粒物，国内外大量研究证实，PM2.5长期和短期暴露均可对人体健康造成损害。但是，由于PM2.5地面监测站点在时间和空间上往往存在不足，特别是我国2013年之前PM2.5连续地面监测的缺失，严重影响污染浓度的估计和相关健康效应的评价。基于卫星遥感气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth，简称AOD)来估算地面PM2.5为解决这一问题提供了新的思路。卫星监测可对大气进行周期性、大范围的动态扫描，从而弥补地面监测站的在时间和空间上缺失。相比传统地面监测，其特点为覆盖面积广、累计时间长、空间分辨率高及成本较低等，因而在地面大气颗粒物时空分布的预测中得到广泛应用。尽管发展迅速，基于卫星AOD的PM2.5估计仍然面临挑战。卫星遥感AOD容易受到云覆盖及明亮地表的影响，在云层较多的时间段及冰雪覆盖的地区，卫星AOD会存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，包括：/n创建覆盖目标区域的网格，并获得每个网格中心点的投影坐标；/n将目标区域的AOD以及介导卫星AOD时空自相关性的变量分别重采样到所述网格中，并匹配网格与数据，将每日数据形成单独数据集；/n基于卫星AOD空间自相关性，在单独数据集中分别增加网格坐标及其平方项和乘积项，同时，基于卫星AOD时间自相关性，合并目标补缺日期及其前后两日的单独数据集，并增加对应天序列变量，建立预测数据集；/n对所述预测数据集重复抽样多次，每一次抽样均构建基于广义加和模型的缺失预测模型；/n基于所建立的多个缺失预测模型分别预测AOD缺失数据，将每个网格多...

【技术特征摘要】
1.一种基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，包括：
创建覆盖目标区域的网格，并获得每个网格中心点的投影坐标；
将目标区域的AOD以及介导卫星AOD时空自相关性的变量分别重采样到所述网格中，并匹配网格与数据，将每日数据形成单独数据集；
基于卫星AOD空间自相关性，在单独数据集中分别增加网格坐标及其平方项和乘积项，同时，基于卫星AOD时间自相关性，合并目标补缺日期及其前后两日的单独数据集，并增加对应天序列变量，建立预测数据集；
对所述预测数据集重复抽样多次，每一次抽样均构建基于广义加和模型的缺失预测模型；
基于所建立的多个缺失预测模型分别预测AOD缺失数据，将每个网格多次预测平均值作为最终AOD预测值。


2.如权利要求1所述的基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，所述创建覆盖目标区域的网格，具体包括：
基于AOD数据像元点的投影坐标和目标空间分辨率，建立泰森多边形；
基于泰森多边形创建覆盖目标区域的网格。


3.如权利要求2所述的基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，所述基于AOD数据像元点的投影坐标和目标空间分辨率，建立泰森多边形，包括：
当目标空间分辨率与AOD产品分辨率一致时，可直接利用AOD数据像元点的投影坐标建立泰森多边形；当目标空间分辨率高于或低于AOD产品分辨率时，选用与目标分辨率一致的网点信息建立泰森多边形。


4.如权利要求1所述的基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，所述创建覆盖目标区域的网格之前，还包括：
判断卫星AOD及云参数产品是否源自同一卫星，当卫星AOD和云参数源自不同卫星时，对不同来源的AOD和云参数分别进行匹配与融合，获得每日AOD平均值和每日云覆盖均值；
判断气象数据时间分辨率，当气象数据时间分辨率高于每日时(即小时平均或分钟平均)，降低时间尺度，计算每日气象变量平均值。


5.如权利要求1所述的基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，所述基于所建立的多个模型分别预测AOD缺失数据，将每个网格多次预测平均值作为最终AOD预测值之后，还包括：
对于卫星AOD缺失的网格，采用最终的AOD预测值进行填补；
对于卫星AOD未缺失的网格，将卫星AOD监测值与最终的AOD预测值进行匹配后，建立简单线性相关模型，根据决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)评价模型预测准确性。


6.如权利要求1所述的基于时空自相关性的卫星气溶胶缺失预测方法，其特征在于，所述将目标区域的AOD以及介导卫星AOD时空自相关性的变量分别重采样到所述网格中，并匹配网格与数据，将每日数据形成单独数据集，包括：
当目标空间分辨率与卫星AOD产品分辨率一致时，根据网格中心点坐标将卫星AOD匹配至网格中；当目标空间分辨率低于AOD产品分辨率时，采用空间插值法将AOD重采样至目标网格中；当目...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莘莘，肖清扬，梁凤超，刘阳，
申请(专利权)人：行星数据科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32