一种气象卫星地球业务服务系统技术方案

本申请涉及气象卫星技术领域，提供一种气象卫星地球业务服务系统，包括：数据采集模块，用于获取基础数据；数据处理模块，用于对所述基础数据进行数据预处理；以及，数据产品服务模块，用于向用户发布并提供数据产品服务；所述数据处理模块包括数据预处理单元，所述数据预处理单元还包括：多分辨率云图时间加密组件，用于生成时间加密的多分辨率云图数据；高分辨率云图数据重建组件，用于生成空间高分辨率云图数据；可见光云图生成组件，用于利用红外云图数据生成可见光云图数据

【技术实现步骤摘要】
一种气象卫星地球业务服务系统


[0001]本专利技术涉及气象卫星
，具体涉及一种气象卫星地球业务服务系统
。

技术介绍

[0002]现有的风云气象卫星地球业务系统通过接入风云三号
、
风云四号多颗静止和极轨卫星的地面业务系统输出的数据，并依靠多种类型的产品服务算法，能够为用户提供“云图
、
要素和事件
、
灾害性天气
、
气候
、
模式检验”等五种类型的地球业务数据产品服务
。
现有的风云气象卫星地球业务系统的业务数据模型主要包括数据采集模块
、
数据处理模块
、
数据产品服务模块三部分，其中，所述数据采集模块用于获取基础数据；所述数据处理模块用于对所述基础数据进行数据预处理，以及通过多种算法单元和产品单元利用所述数据预处理后的基础数据生成数据产品；所述数据产品服务模块用于向用户发布并提供数据产品服务
。
[0003]现有的风云气象卫星地球业务系统受到多方面因素影响，例如不同时期的风云气象卫星搭载的载荷性能不同，接入的多个地面业务系统的数据标准不统一等，导致风云气象卫星地球业务系统的数据采集模块获取到的不同来源的基础数据的参数存在较大差异，例如针对云图数据，不同来源的基础数据的时间
、
空间分辨率存在不同，且部分数据的时间
、
空间分辨率较低，无法满足后续的算法单元和产品单元的应用需求；再例如缺失夜间及部分白天可见光云图，则无法为用户提供全时段的可见光云图
。
这些问题共同导致数据处理模块生成的数据产品有时候质量较低，或者根本无法达到提供数据产品服务的要求
。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种气象卫星地球业务服务系统，用于解决现有的风云气象卫星地球业务系统中云图类基础数据参数存在较大差异
、
部分云图数据的时间及空间分辨率过低
、
缺失夜间及部分白天可见光云图所导致的云图数据无法达到提供数据产品服务要求的技术问题
。
[0005]一种气象卫星地球业务服务系统，包括数据采集模块1，用于获取基础数据；数据处理模块2，用于对所述基础数据进行数据预处理；以及，数据产品服务模块3，用于向用户发布并提供数据产品服务；其中，所述数据处理模块2包括数据预处理单元
21
，所述数据预处理单元
21
还包括：多分辨率云图时间加密组件
211
，用于生成时间加密的多分辨率云图数据；高分辨率云图数据重建组件
212
，用于生成空间高分辨率云图数据；可见光云图生成组件
213
，用于利用红外云图数据生成可见光云图数据
。
[0006]本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：能够有效解决不同来源的气象云图基础数据的时间
、
空间分辨率存在不同，部分数据的时间
、
空间分辨率较低，以及部分云图数据缺失夜间及部分白天可见光云图等问题，实现了对低分辨率时间密度的云图数据进行加密处理，对低分辨率云图数据进行高分辨率重建，以及利用红外云图数据自动生成可见光云图数据等功能，从而为能够生成并提供高质量的数据产品服
务
。
附图说明
[0007]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0008]图1为本申请实施例中一种气象卫星地球业务服务系统的业务数据模型的结构示意图；
[0009]图2为本申请实施例中数据处理模块的结构示意图；
[0010]图3本申请实施例中多分辨率云图时间加密组件生成时间加密的多分辨率云图数据的方法流程示意图；
[0011]图4本申请实施例中高分辨率云图数据重建组件生成空间高分辨率云图数据的方法流程示意图；
[0012]图5本申请实施例中可见光云图生成组件利用红外云图数据生成可见光云图数据的方法流程示意图
。
具体实施方式
[0013]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围
。
[0014]需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、
系统
、
产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程
、
方法
、
产品或设备固有的其它步骤或模块
。
以下实施例中，除非有特殊说明，否则所述多分辨率
、
高分辨率
、
低分辨率等记载中所述的“分辨率”，均是指所述云图的图像的单位尺寸
(
例如一英寸
)
所包含的像素点数量
(
例如
1000*1000)
，而非指时间维度上的帧率
(
例如
10
帧
/
秒
)
；所述“加密”是增加所述云图的“帧率”，从而减少构成云图的相邻两个图像之间的时间间隔
。
[0015]如图1所示，现有的风云气象卫星地球业务系统的业务数据模型如图1所示，至少包括数据采集模块
1、
数据处理模块
2、
数据产品服务模块3三部分
。
其中，所述数据采集模块1用于获取基础数据，具体的，所述数据采集模块1通过数据下载单元通过现有的天擎系统实现云图等数据的获取，通过数据到达监控单元对现有的风云卫星地面业务系统提供的资源池进行数据资源监控，以及通过数据介入单元利用各类
API
接口
、WebServers
接口等实现数据交互，从而实现所述数据采集模块1能够采集获得各类所需的基础数据
。
所述数据处理模块2用于对所述基础数据进行数据预处理，具体的，所述数据处理模块2包括数据预处理单元
21、
算法单元
22
和产品单元
23
，其中数据预处理单元
21
用与对所述数据采集模块1获取的基础数据进行预处理，例如转换为统一的数据格式
、
提供统一的数据存储及数据调用功能等，以供算法单元
2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气象卫星地球业务服务系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于获取基础数据；数据处理模块，用于对所述基础数据进行数据预处理；以及，数据产品服务模块，用于向用户发布并提供数据产品服务；其中，所述数据处理模块包括数据预处理单元，所述数据预处理单元还包括：多分辨率云图时间加密组件，用于生成时间加密的多分辨率云图数据；高分辨率云图数据重建组件，用于生成空间高分辨率云图数据；可见光云图生成组件，用于利用红外云图数据生成可见光云图数据
。2.
根据权利要求1所述的气象卫星地球业务服务系统，其特征在于，所述多分辨率云图时间加密组件生成时间加密的多分辨率云图数据的方法包括以下步骤：挑选预设连续时序下的一组高分辨率云图，其中，所述高分辨率云图是通过高频观测的历史数据中挑选的典型天气现象；按照预设图像切割尺寸对所述高分辨率云图进行网格分切，得到多个高分辨率分块云图；对所述高分辨率云图进行收缩预处理，输出低分辨率云图；按照所述预设图像切割尺寸对所述低分辨率云图进行网格分切，得到多个低分辨率分块云图；将所述多个高分辨率分块云图和所述多个低分辨率分块云图输入云图加密区块中，并按照所述预设连续时序的时间参数对所述多个高分辨率分块云图进行中间帧插值加密，得到加密后的多个高分辨率分块云图；按照所述预设连续时序的时间参数对加密后的所述多个高分辨率分块云图进行拼接还原，获取还原后的加密高分辨率云图
。3.
根据权利要求2所述的气象卫星地球业务服务系统，其特征在于，训练所述云图加密区块的方法包括：构建加密训练集和加密测试集，所述加密训练集包括高分辨率分块云图样本和低分辨率分块云图样本以及时间参数，其中，所述高分辨率分块云图样本和所述低分辨率分块云图样本之间的矩阵向量具有对应关系；基于构建好的所述加密训练集对插帧算法的神经网络进行训练，以输出所述高分辨率分块云图样本和所述低分辨率分块云图样本的中间帧为目标，生成预加密区块；并按照所述加密测试集对所述预加密区块进行验证，当验证通过后，输出所述云图加密区块
。4.
根据权利要求3所述的气象卫星地球业务服务系统，其特征在于，所述时间参数取任一分块云图的时序周期内中间帧在末帧时间间隔中的比例，表达式有：其中，
T
s
为任一分块云图的时序周期内首帧的时间，
T
E
为任一分块云图的时序周期内末帧的时间，
T
m
为任一分块云图的时序周期内中间帧的时间
。5.
根据权利要求4所述的气象卫星地球业务服务系统，其特征在于，所述生成预加密区块，方法还包括：
基于构建好的所述加密训练集对插帧算法的神经网络进行训练，获取每一迭代轮次基于所述高分辨率分块云图样本对应的第一中间帧，以及所述低分辨率分块云图样本的第二中间帧；对所述第一中间帧和所述第二中间帧的结构相似性进行分析，将相似性大于预设相似性的数据作为优化数据进行标识，用于对所述预加密区块进行优化
。6.
根据权利要求1所述的气象卫星地球业务服务系统，其特征在于，所述高分辨率云图数据重建组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵现纲，林曼筠，王劲松，毛冬艳，范存群，卫兰，张玺，徐喆，张宇，肖萌，常翔宇，
申请(专利权)人：国家卫星气象中心国家空间天气监测预警中心，
类型：发明
国别省市：