一种生成高时间分辨率全天候地表温度的方法技术

本发明专利技术公开了一种生成高时间分辨率全天候地表温度的方法，属于热红外遥感地表温度技术领域。本发明专利技术将地表温度时间分解模型简化为常态分量和非常态分量，其中常态分量从时间维度上去拟合地表温度在一年中的规律变化，而非常态分量则从空间维度上去考虑多种影响因子对地表温度异常波动影响。利用地表温度年循环模型得到初始常态分量后，利用移动窗口卷积和地表温度日循环模型，在空间和时间维度上对常态分量进行校正；将校正后的常态分量与热红外遥感地表温度作差，得到晴空像元的非常态分量，利用机器学习模型去映射非常态分量与影响因子之间的相关关系，获取全天候非常态分量；最后将常态分量与非常态分量叠加，得到全天候地表温度。地表温度。地表温度。

【技术实现步骤摘要】
一种生成高时间分辨率全天候地表温度的方法


[0001]本专利技术属于热红外遥感地表温度
，具体涉及一种生成高时间分辨率全天候地表温度的方法。

技术介绍

[0002]热红外遥感地表温度虽然在反演理论方法和科学数据产品等方面已较为成熟，但热红外难以穿透云雾的特点导致反演得到的地表温度在云下有大量缺失；被动微波遥感虽能获取云下地表温度，但由于物理机制和成像方式的限制，存在空间分辨率不足、精度较低、有较大轨道间隙等问题。通过卫星单源遥感难以直接获取中空间分辨率、不受云雾影响的全天候地表温度，如何获取全天候地表温度对促进相关研究具有十分重要的意义。多源数据集成是获取全天候地表温度的基本途径之一，多源数据集成可分为热红外与被动微波遥感集成、热红外与再分析资料集成两类。多源数据集成可以整合热红外遥感、被动微波遥感、再分析资料各自的优势，具有较大的研究价值和潜力。先前的多源数据集成获取卫星热红外遥感全天候地表温度都是基于热红外与被动微波遥感集成这种方式，这些方法都仅适用于极轨卫星热红外遥感全天候地表温度获取。热红外与再分析资料集成获取全天候地表温度的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生成高时间分辨率全天候地表温度的方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：对地表温度的常态分量模型进行拟合，获取全天候地表温度的常态分量的初始值；所述地表温度的常态分量模型为：基于静止轨道卫星热红外遥感地表温度逐时、逐像元晴空时间序列数据，拟合晴空常态分量模型；再从对应时刻的再分析资料地表温度数据，提取出对应时刻及对应像元的非晴空地表温度时间序列，拟合非晴空常态分量模型；将晴空常态分量模型与非晴空常态分量模型进行加权平均，得到地表温度的常态分量模型；步骤2：对常态分量的初始值进行空间维度和时间维度的异常校正处理，得到优化常态分量：采用移动窗口卷积的方式对空间维度的异常点进行检测，并对满足条件的异常点进行校正，得到空间异常校正处理后的常态分量；基于空间异常校正处理后的常态分量，对每一天中各个时刻的常态分量预测模型进行拟合，获取日内常态分量预测值；若同一像元的日内常态分量预测值与空间异常校正处理后的常态分量之间的偏差大于或等于指定的时间维度检测阈值，则将当前像元的优化常态分量置为其日内常态分量预测值；否则，当前像元的优化常态分量为空间异常校正处理后的常态分量；步骤3：采用机器学习的方式估算地表温度的非常态分量；其中，机器学习的训练数据为：将静止轨道卫星热红外遥感地表温度与优化常态分量作差，得到晴空像元的非常态分量，并基于晴空像元的指定描述因子构建非常态特征向量，将每个晴空像元的非常态分量和非常态特征向量作为一个训练样本；步骤4：将非常态分量和优化常态分量叠加，得到全天候地表温度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，采用移动窗口卷积的方式对空间维度的异常点进行检测，并对满足条件的异常点进行校正，得到空间异常校正处理后的常态分量为：定义(x0,y0)表示窗口中心点，i,j分别为移动窗口的行列号，(x
i
,y
j
)表示移动窗口的像元位置；根据公式计算每一次移动窗口的常态分量差异，若T
NC
‑
diff
(x0,y0)大于或等于指定的空间维度检测阈值，则将窗口中心点所对应的像元作为空间异常点；对每个空间异常点，将其空间异常校正处理后的常态分量设置为其中，T
NC
(x
i
,y
j
)、T
NC
(x0,y0)分别表示像元位置(x
i
,y
j
)和(x0,y0)的常态分量的初始值，mean()表示均值运算；对每个非空间异常点的像元，其空间异常校正处理后的常态分量为其初始值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，晴空常态分量模型为：非晴空常态分量模型为：
其中，t
d
‑
clr
和t
d
‑
cld
分别表示晴空和非晴空在一年中的天数次序，t为一天中的时刻，T
NC
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周纪，丁利荣，张旭，马晋，孟令宣，唐文彬，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：