【技术实现步骤摘要】
本申请属于遥感影像应用领域，具体涉及一种反演海洋-大气光学参数的方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、自过去的五十年来，遥感技术已广泛应用于全球海洋的初级生产力和浮游植物动态的评估。通过海洋水色数据处理方案，实现了对大气校正（ac）的关键过程，即从大气顶部辐亮度（top）辐亮度中估算和消除由大气贡献引起的辐亮度，从而反演所需的离水辐射信号。然而，利用遥感技术，改善反演信息的数量和准确性具有巨大潜力。多角度偏振测量是从卫星和低空平台进行海洋水色观测的最强大工具之一，可用于表征大气和海洋特性，并用于各种应用领域。在大气成分中，气溶胶颗粒物是由其尺寸、形状、密度、组成和垂直分布所定义。为了确保对全球尺度参数及其变化的可靠监测，对气溶胶所引起的辐射进行大气校正非常重要。这凸显了了解气溶胶的空间、时间和垂直分布对于准确进行卫星数据的大气校正和反演水体固有光学特性（iop）以及组分浓度的重要性。在紫外-短波红外（uv-swir）波段，多角度偏振观测可以为大气辐射散射过程以及水体散射过程提供有关大气气溶胶和水体iop的宝贵隐含信息。
2、然而，迄今为止，几乎没有关于使用偏振ac技术来反演偏振离水辐亮度和水体iop的方案。
技术实现思路
1、为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种反演海洋-大气光学参数的方法，其特征在于，包括：
2、获取多角度偏振卫星的大气顶 (toa) 离水辐射的矢量表观反射率和观测几何，所述观测几何包含三个角度，分别是太阳天顶角（s
3、将所述矢量表观反射率和所述观测几何输入至训练好的海洋-大气光学参数模型，输出得到一组海洋-大气光学参数，所述海洋-大气光学参数包括：将所述矢量表观反射率和所述观测几何输入至训练好的海洋-大气光学参数模型，输出得到一组海洋-大气光学参数，输出的所述海洋-大气光学参数包括：所述多角度偏振卫星的大气层底部、海面之上（boa）离水辐射的矢量表观反射率、细/粗模态气溶胶光学厚度（faod/caod）、细/粗模态气溶胶粒径谱分布半径（frm/crm）、海表面风速（w）、叶绿素浓度（chl）和悬浮颗粒物浓度（spm），
4、所述海洋-大气光学参数模型是基于xgboost的机器训练模型。
5、进一步地，所述方法还包括对所述海洋-大气光学参数模型进行训练，所述训练包括：
6、获取多组样本海洋-大气光学参数，每组所述样本海洋-大气光学参数包括样本细/粗模态气溶胶光学厚度（faod/caod）、样本气溶胶复折射指数实部/虚部（rref/iref）、样本细/粗模态气溶胶粒径谱分布半径（frm/crm）、样本海表面风速（w）、样本叶绿素浓度（chl）、样本黄色物质吸收系数（adg）、样本黄色物质吸收光谱斜率（s）以及样本悬浮颗粒物浓度（spm）；
7、获取所述多角度偏振卫星的样本观测几何；
8、将所述多组样本海洋-大气光学参数以及所述样本观测几何作为输入，输入至osoaa（ocean successive orders with atmosphere-advanced）辐射传输模型，输出得到大气顶(toa)离水辐射的矢量表观反射率，并得到第一大气层底部、海面之上 (boa)离水辐射的矢量表观反射率；
9、利用所述多组样本海洋-大气光学参数、所述样本观测几何、所述toa离水辐射的矢量表观反射率和所述第一boa离水辐射的矢量表观反射率，对所述海洋-大气光学参数模型进行训练。
10、进一步地，所述海洋-大气光学参数模型包括模块、大气模块以及水色模块，
11、其中，所述模块用于根据输入的样本观测几何和输出，所述大气模块用于根据输入的样本观测几何和输出样本细/粗模态气溶胶光学厚度、样本细/粗模态气溶胶粒径谱分布半径和样本海表面风速，所述水色模块用于根据模块输出的输出样本叶绿素浓度和样本悬浮颗粒物浓度。
12、进一步地，所述模块、所述大气模块以及所述水色模块均是基于xgboost模型实现的。
13、进一步地，对所述海洋-大气光学参数模型进行训练包括：
14、将大气顶矢量表观辐射量 进行对数化处理：
15、
16、其中，。
17、进一步地，获取多组样本海洋-大气光学参数包括：
18、分析所述多角度偏振卫星的历史遥感数据得到基础海洋-大气光学参数表，所述基础海洋-大气光学参数表包括细/粗模态气溶胶光学厚度（faod/caod）、气溶胶复折射指数实部/虚部（rref/iref）、细/粗模态气溶胶粒径谱分布半径（frm/crm）、海表面风速（w）、叶绿素浓度（chl）、 黄色物质吸收系数（adg）、黄色物质吸收光谱斜率（s）以及悬浮颗粒物浓度（spm）的分布情况、最大值、最小值、平均值及标准差；
19、根据所述基础海洋-大气光学参数表中各参数的分布情况、最大值、最小值、平均值及标准差来选取所述多组样本海洋-大气光学参数。
20、进一步地，将所述多组样本海洋-大气光学参数以及所述样本观测几何作为输入，输入至osoaa（ocean successive orders with atmosphere-advanced）辐射传输模型，输出得到大气顶(toa)离水辐射的矢量表观反射率包括：
21、通过如下公式来计算开阔大洋水体的散射矩阵 ：
22、
23、其中 表示散射角，、 和 分别代表纯海水、浮游植物和悬浮颗粒物（矿物质和碎屑）的散射系数；, 和 分别代表纯海水、浮游植物成分和悬浮颗粒物的散射矩阵。
24、进一步地，所述海洋-大气光学参数还包括水体中无机颗粒物浓度(ipm)，
25、利用以下公式计算得到水体中无机颗粒物浓度(ipm)：
26、
27、
28、其中 是通过起偏角（brewster）计算得到的。
29、本申请还提供了一种反演海洋-大气光学参数的装置，包括存储器以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行上面所述反演海洋-大气光学参数的方法中的步骤。
30、本申请还提供了一种存储介质，其特征在于，其上存储有可执行程序，当可执行程序被调用时，执行上面所述反演海洋-大气光学参数的方法中的步骤。
31、根据本申请的上述具体实施方式，获取多角度偏振卫星的大气顶 (toa)离水辐射的矢量表观反射率和观测几何，将所述矢量表观反射率和所述观测几何输入至训练好的海洋-大气光学参数模型，输出得到一组海洋-大气光学参数，所述海洋-大气光学参数包括：所述多角度偏振卫星的大气层底部、海面之上（boa）离水辐射的矢量表观反射率、细/粗模态气溶胶光学厚度（faod/caod）、细/粗模态气溶胶粒径谱分布半径（frm/crm）、海表面风速（w）、叶绿素本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反演海洋-大气光学参数的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述海洋-大气光学参数模型进行训练，所述训练包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海洋-大气光学参数模型包括模块、大气模块以及水色模块，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述模块、所述大气模块以及所述水色模块均是基于XGBoost模型实现的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述海洋-大气光学参数模型进行训练包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取多组样本海洋-大气光学参数包括：
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述多组样本海洋-大气光学参数以及所述样本观测几何作为输入，输入至OSOAA辐射传输模型，输出得到大气顶离水辐射的矢量表观反射率包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海洋-大气光学参数还包括水体中无机颗粒物浓度，
9.一种反演海洋-大气光学参数的装置，其特征在于，包括存储器以及耦接至所
10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有可执行程序，当可执行程序被调用时，执行如权利要求1-8中任一项所述方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种反演海洋-大气光学参数的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述海洋-大气光学参数模型进行训练，所述训练包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述海洋-大气光学参数模型包括模块、大气模块以及水色模块，
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述模块、所述大气模块以及所述水色模块均是基于xgboost模型实现的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述海洋-大气光学参数模型进行训练包括：
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取多组样本海洋-大气光学参数包括：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：何贤强，潘天峰，白雁，龚芳，李腾，王迪峰，
申请(专利权)人：自然资源部第二海洋研究所，
类型：发明
国别省市：
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