一种海面高度数据的评价方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种海面高度数据的评价方法及装置，该方法包括：读取卫星雷达高度计一个完整周期数据，并建立初始点类型矢量空间数据集；根据初始点类型矢量空间数据集进行转化与相交分析，得到升降轨线类型矢量空间数据集和交叉点类型矢量空间数据集；根据升降轨线类型矢量空间数据集和交叉点类型矢量空间数据集进行筛选计算，得到海面高度不符值；根据海面高度不符值进行异常值剔除与综合评价，得到海面高度数据的评价结果。可见，实施这种实施方式，能够实现对测高卫星获取海面高度数据的客观准确评价。观准确评价。观准确评价。

【技术实现步骤摘要】
一种海面高度数据的评价方法及装置


[0001]本申请涉及卫星遥感与地理信息领域，具体而言，涉及一种海面高度数据的评价方法及装置。

技术介绍

[0002]目前的测高卫星海面高度数据的评价方法中，通常利用二次多项式拟合方法或分段拟合数值计算方法来计算卫星交叉点，计算交叉点处海面高度不符值，然后再基于3σ剔除方法或固定阈值剔除方法剔除异常值，从而得到有效不符值并进一步完成海面高度数据的评价。
[0003]然而，在实践中发现，目前的二次多项式拟合方法或分段拟合数值计算方法中存在计算效率低，过程复杂，求解过程中存在失败导致漏掉交叉点的可能，严重影响海面高度数据的评价效果。同时，3σ剔除方法和固定阈值剔除方法都受限于样本数据集分布状态，如3σ剔除方法当数据不服从正态分布时无法客观有效地剔除异常值，从而无法获取到准确的海面高度数据的评价结果。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种海面高度数据的评价方法及装置，该方法将高度计数据转化为GIS线类型和点类型空间数据，利用地理空间相交分析技术快速高效获取高度计海上交叉点处海面高度不符值，进而利用箱线图异常点剔除方法客观的获取有效海面高度不符值，能够客观准确的实现对测高卫星获取海面高度数据进行评价。
[0005]本申请实施例第一方面提供了一种海面高度数据的评价方法，包括：
[0006]读取卫星雷达高度计的完整周期数据，并根据所述完整周期数据建立初始点类型矢量空间数据集；所述完整周期数据与所述海面高度数据相对应；
[0007]按照卫星上升轨道和卫星下降轨道对所述初始点类型矢量空间数据集进行分别转化，得到升轨线类型矢量空间数据集和降轨线类型矢量空间数据集；
[0008]对所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行地理空间相交分析，得到高度计交叉点的交叉点类型矢量空间数据集；
[0009]根据10米高分辨率海陆多边形矢量空间数据和所述交叉点类型矢量空间数据集，筛选出高度计海洋范围内的交叉点类型矢量空间数据集；
[0010]根据所述交叉点类型矢量空间数据集、所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行计算，得到海面高度不符值；
[0011]基于箱线图异常值剔除算法剔除所述海面高度不符值中的异常不符值，得到有效不符值；
[0012]根据所述有效不符值进行数据均值和标准差统计计算，得到海面高度数据的评价结果。
[0013]进一步地，所述读取卫星雷达高度计的完整周期数据，并根据所述完整周期数据
建立初始点类型矢量空间数据集的步骤包括：
[0014]读取卫星雷达高度计的完整周期数据；所述完整周期数据为1Hz采样点数据；
[0015]通过GeoPandas地理空间数据处理工具，对所述1Hz采样点数据进行数据转化，得到初始点类型矢量空间数据集；所述初始点类型矢量空间数据集对应的属性表信息包括采样点时间、经度、纬度、Pass号、Cycle号、水深、海面高度异常、平均海平面以及海面高度中的一种或多种。
[0016]进一步地，对所述按照卫星上升轨道和卫星下降轨道对所述初始点类型矢量空间数据集进行分别转化，得到升轨线类型矢量空间数据集和降轨线类型矢量空间数据集的步骤包括：
[0017]获取所述初始点类型矢量空间数据集对应的属性表信息；所述属性表信息包括每个点类型矢量空间数据对应的Pass号；
[0018]在所述初始点类型矢量空间数据集中，根据所述Pass号为奇数的点类型矢量空间数据建立升轨点类型矢量空间数据集，根据所述Pass号为偶数的点类型矢量空间数据建立降轨点类型矢量空间数据集；
[0019]在所述升轨点类型矢量空间数据集和所述降轨点类型矢量空间数据集中，提取南北纬50
°
范围之间的升轨部分点类型矢量空间数据和降轨部分点类型矢量空间数据；
[0020]根据所述升轨部分点类型矢量空间数据生成升轨线类型矢量空间数据集，根据所述降轨部分点类型矢量空间数据生成降轨线类型矢量空间数据；其中，所述升轨线类型矢量空间数据和所述降轨线类型矢量空间数据皆包括跨越0
°
经线的同一Pass号的点类型矢量空间数据。
[0021]进一步地，所述对所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行地理空间相交分析，得到高度计交叉点的交叉点类型矢量空间数据集的步骤包括：
[0022]利用Geopandas地理空间数据处理工具，对所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据集进行Intersection地理空间相交分析，得到高度计交叉点的交叉点类型矢量空间数据集。
[0023]进一步地，所述根据10米高分辨率海陆多边形矢量空间数据和所述交叉点类型矢量空间数据集，筛选出高度计海洋范围内的交叉点类型矢量空间数据集的步骤包括：
[0024]在10米高分辨率海陆多边形矢量空间数据中提取ocean类型的shape多边形矢量数据；
[0025]通过geopandas.sjoin()函数，按照ocean多边形范围对所述交叉点类型矢量空间数据集进行筛选，得到高度计海洋范围内的交叉点类型矢量空间数据集。
[0026]进一步地，所述根据所述交叉点类型矢量空间数据集、所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行计算，得到海面高度不符值的步骤包括：
[0027]获取所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据中的升轨点类型矢量空间数据集和降轨点类型矢量空间数据集；
[0028]根据所述交叉点类型矢量空间数据集中的交叉点类型矢量空间数据，在所述升轨点类型矢量空间数据集和所述降轨点类型矢量空间数据集中选取所述交叉点类型矢量空间数据左右两侧各3个点类型矢量空间数据为观测点类型矢量空间数据；
[0029]根据所述观测点类型矢量空间数据进行样条插值处理，得到所述交叉点类型矢量
空间数据位置对应的海面高度值和水深值；所述海面高度值包括升轨海面高度值和降轨海面高度值；
[0030]当所述水深值大于1000米且距离所述交叉点类型矢量空间数据最近的升轨点类型矢量空间数据或降轨点类型矢量空间数据的获取时间与当前时间之间的时间差小于10天时，计算所述升轨海面高度值和所述降轨海面高度值之间的差值，得到海面高度不符值。
[0031]进一步地，所述基于箱线图异常值剔除算法剔除所述海面高度不符值中的异常不符值，得到有效不符值的步骤包括：
[0032]根据所述海面高度不符值，确定所述海面高度不符值中的上四分位数和下四分位数；
[0033]计算所述上四分位数和所述下四分位数之间的内距；
[0034]将所述上四分位数与1.5倍所述内距的和确定为所述海面高度不符值的上界值：将所述下四分位数与1.5倍所述内距的差确定为所述海面高度不符值的下界值；
[0035]在所述海面高度不符值中，剔除大于所述上界值和小于所述下界值的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海面高度数据的评价方法，其特征在于，包括：读取卫星雷达高度计的完整周期数据，并根据所述完整周期数据建立初始点类型矢量空间数据集；所述完整周期数据与所述海面高度数据相对应；按照卫星上升轨道和卫星下降轨道对所述初始点类型矢量空间数据集进行分别转化，得到升轨线类型矢量空间数据集和降轨线类型矢量空间数据集；对所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行地理空间相交分析，得到高度计交叉点的交叉点类型矢量空间数据集；根据10米高分辨率海陆多边形矢量空间数据和所述交叉点类型矢量空间数据集，筛选出高度计海洋范围内的交叉点类型矢量空间数据集；根据所述交叉点类型矢量空间数据集、所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行计算，得到海面高度不符值；基于箱线图异常值剔除算法剔除所述海面高度不符值中的异常不符值，得到有效不符值；根据所述有效不符值进行数据均值和标准差统计计算，得到海面高度数据的评价结果。2.根据权利要求1所述的海面高度数据的评价方法，其特征在于，所述读取卫星雷达高度计的完整周期数据，并根据所述完整周期数据建立初始点类型矢量空间数据集的步骤包括：读取卫星雷达高度计的完整周期数据；所述完整周期数据为1Hz采样点数据；通过GeoPandas地理空间数据处理工具，对所述1Hz采样点数据进行数据转化，得到初始点类型矢量空间数据集；所述初始点类型矢量空间数据集对应的属性表信息包括采样点时间、经度、纬度、Pass号、Cycle号、水深、海面高度异常、平均海平面以及海面高度中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的海面高度数据的评价方法，其特征在于，对所述按照卫星上升轨道和卫星下降轨道对所述初始点类型矢量空间数据集进行分别转化，得到升轨线类型矢量空间数据集和降轨线类型矢量空间数据集的步骤包括：获取所述初始点类型矢量空间数据集对应的属性表信息；所述属性表信息包括每个点类型矢量空间数据对应的Pass号；在所述初始点类型矢量空间数据集中，根据所述Pass号为奇数的点类型矢量空间数据建立升轨点类型矢量空间数据集，根据所述Pass号为偶数的点类型矢量空间数据建立降轨点类型矢量空间数据集；在所述升轨点类型矢量空间数据集和所述降轨点类型矢量空间数据集中，提取南北纬50
°
范围之间的升轨部分点类型矢量空间数据和降轨部分点类型矢量空间数据；根据所述升轨部分点类型矢量空间数据生成升轨线类型矢量空间数据集，根据所述降轨部分点类型矢量空间数据生成降轨线类型矢量空间数据；其中，所述升轨线类型矢量空间数据和所述降轨线类型矢量空间数据皆包括跨越0
°
经线的同一Pass号的点类型矢量空间数据。4.根据权利要求1所述的海面高度数据的评价方法，其特征在于，所述对所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据进行地理空间相交分析，得到高度计交
叉点的交叉点类型矢量空间数据集的步骤包括：利用Geopandas地理空间数据处理工具，对所述升轨线类型矢量空间数据集和所述降轨线类型矢量空间数据集进行Intersection地理空间相交分析，得到高度计交叉点的交叉点类型矢量空间数据集。5.根据权利要求1所述的海面高度数据的评价方法，其特征在于，所述根据10米高分辨率海陆多边形矢量空间数据和所述交叉点类型矢量空间数据集，筛选出高度计海洋范围内的交叉点类型矢量空间数据集的步骤包括：在10米高分辨率海陆多边形矢量空间数据中提取ocean类型的shape多边形矢量数据；通过geopandas.sjoin()函数，按照ocean多边形范围对所述交叉点类型矢量空间数据集进行筛选，得到高度计海洋范围内的交叉点类型矢量空...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭海龙，李朵朵，王晓梅，周旭华，
申请(专利权)人：中国科学院上海天文台，
类型：发明
国别省市：