【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海表参量确定，尤其涉及一种基于辐射计数据的海表参量确定方法以及设备。
技术介绍
1、在现有技术中，从微波辐射计测量数据中获取海面参数信息（如海面温度），主要包含两个步骤，一是微波辐射计定标获取海面辐射亮温，二是采用海面辐射亮温结果进行反演获取海面参数。微波辐射计原始测量数据为电压信号，辐射计定标需要确定电压与亮温之间的关系，将测量电压转换为表征海面微波辐射强弱的亮温。基于亮温数据，结合海面微波辐射传输正向模型或者构建海表参数和微波辐射计多通道辐射亮温之间的统计回归关系，反演获得海表温度。
2、但在现有技术中，辐射计在轨定标需要测量已知亮温的参考源（冷源和热源），确定辐射计测量电压和亮温之间的一一对应关系。但在测量时受天线旁瓣及背瓣的影响，辐射计测量的电压通常还包含地球和其他星体等的辐射，且辐射计冷空反射面和热源均存在非理想因素，难以准确确定其温度分布及微波辐射率，电压值和亮温值难以准确对应。因此，在定标时，需要考虑的影响因素多，建立亮温和电压关系的过程复杂。
3、且现有技术中辐射计定标和反演是分开进行的，处理过程中容易传递误差，降低反演精度。辐射计定标将辐射计测量电压数据转换为辐射计测量的大气层顶辐射亮温，通过反演算法，基于亮温反演获得海表参量。因此，辐射计定标过程中引入的亮温误差，将会传递至反演误差中。
4、再者，基于现有技术反演海表参量或构建反演算法时，通常依赖海面微波辐射传输正向模型和海表参量先验信息。正向模型描述的是微波辐射亮温与海表和大气状态之间的关系，但由于海洋和大气
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于辐射计数据的海表参量确定方法以及设备，用于提供一种解决现有技术中海表参量反演过程依赖辐射传输正向模型和海表参量先验信息，以及统计回归反演算法拟合能力弱的问题的技术方案。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于辐射计数据的海表参量确定方法，所述方法包括以下步骤：
3、确定辐射计训练数据，并对所述辐射计训练数据进行网格化处理，得到网格化辐射计数据；其中，所述辐射计训练数据为利用辐射计测量的数据；
4、对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集；
5、基于所述匹配数据集，确定训练数据集、测试数据集以及验证数据集；
6、基于所述训练数据集和所述测试数据集进行深度学习网络模型的训练，确定海表参量估算模型，并基于验证数据集，对所述海表参量估算模型进行验证；
7、基于所述辐射计的原始测量数据以及所述海表参量估算模型，确定对应的海表参量。
8、在采用上述技术方案的情况下，本专利技术直接从辐射计的原始测量数据出发估算海表参量，简化了数据处理步骤，改进了误差传递和计算效率问题。再者，本专利技术对比现有技术对正向辐射传输模型、先验信息和统计回归反演算法的依赖，本专利技术采用深度学习网络模型构建辐射计原始电压数据和海表参量之间的映射关系，降低了对外部信息的依赖，提高了数学计算和数据拟合能力，提升了海表参量估算精度。最后，本专利技术利用深度学习网络模型，构建辐射计直接测量数据和海表参量之间的多层网络模型，规避现有技术中辐射传输模型不准确引入的误差，降低从辐射计数据到海表参量获取过程中对外部信息的依赖，并提升估算模型拟合和计算能力，进一步提高了海表参量估算精度。
9、进一步的，确定辐射计训练数据，并对所述辐射计训练数据进行网格化处理，得到网格化辐射计数据包括：
10、根据所述辐射计的多个测量数据以及所述辐射计的多个状态遥测数据，确定所述辐射计训练数据；
11、基于所述标准化的海表参量数据的空间网格大小，对所述辐射计训练数据进行网格化处理，得到网格化辐射计数据。
12、进一步的，所述辐射计训练数据包括辐射计对地观测多通道电压数据、辐射计对冷空观测多通道电压数据、辐射计对热源观测多通道电压数据、辐射计测量热源的物理温度、辐射计测量的接收机温度、辐射计升降轨标识数据、辐射计测量的入射角、扫描角和纬度信息。
13、进一步的，对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集包括：
14、基于经纬度和时间信息，利用时空匹配阈值法或采用双线性插值方法，对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集。
15、进一步的，在对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集之后，在基于所述匹配数据集，确定训练数据集、测试数据集以及验证数据集之前，所述基于辐射计数据的海表参量确定方法还包括：
16、利用阈值控制法和归一化处理法对所述匹配数据集进行预处理，得到预处理后的匹配数据集；
17、所述基于所述匹配数据集，确定训练数据集、测试数据集以及验证数据集包括：将所述预处理后的匹配数据集进行打乱处理，得到乱序的匹配数据集；
18、基于所述乱序的匹配数据集，确定训练数据集、测试数据集以及验证数据集。
19、进一步的，所述阈值控制法为基于降雨、海冰、陆地和射频干扰，去除所述匹配数据集中满足预设条件的数据。
20、进一步的，所述预设条件包括：数据质量差，数据被标记为陆地，数据被标记为海冰，数据为时空匹配的降水数据不为0，数据为时空匹配的云中液态水含量大于0.2mm，数据为时空匹配的海表温度小于0℃。
21、进一步的，所述归一化处理法满足：
22、；
23、式中，表示归一化处理前所述匹配数据集的第j个特征参数的所有数据，表示所述匹配数据集第j个特征参数的所有数据的平均值，表示所述匹配数据集第j个特征参数的所有数据的标准差，表示归一化处理后所述匹配数据集的第j个特征参数的数据，其均值为0，标准差为1。
24、进一步的，当所述辐射计为多频多通道微波辐射计时，所述海表参量估算模型的输出层为海表温度或海表盐度或海表风速；当所述辐射计为单频l波段微波辐射计，所述海表参量估算模型的输出层为海表盐度。
25、第二方面，本专利技术还提供一种基于辐射计数据的海表参量确定设备，包括处理器以及与处理器耦合的通信接口；处理器用于运行计算机程序或指令，以实现上述任一项基于辐射计数据的海表参量确定方法。
26、第三方面，本专利技术还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现上述基于辐射计数据的海表参量确定方法。
27、与现有技术相比，本专利技术第二方面和第三方面的有益效果与上述技术方案基于辐射计数据的海表参量确定方法的有益效果相同，此处不做赘述。
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1.一种基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，确定辐射计训练数据，并对所述辐射计训练数据进行网格化处理，得到网格化辐射计数据包括：
3.根据权利要求2所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，所述辐射计训练数据包括辐射计对地观测多通道电压数据、辐射计对冷空观测多通道电压数据、辐射计对热源观测多通道电压数据、辐射计测量热源的物理温度、辐射计测量的接收机温度、辐射计升降轨标识数据、辐射计测量的入射角、扫描角和纬度信息。
4.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集包括：
5.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，在对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集之后，在基于所述匹配数据集，确定训练数据集、测试数据集以及验证数据集之前，所述基于辐射计数据的海表参量确定方法还包括
6.根据权利要求5所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，所述阈值控制法为基于降雨、海冰、陆地和射频干扰，去除所述匹配数据集中满足预设条件的数据；
7.根据权利要求5所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，所述归一化处理法满足：
8.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，当所述辐射计为多频多通道微波辐射计时，所述海表参量估算模型的输出层为海表温度或海表盐度或海表风速；当所述辐射计为单频L波段微波辐射计，所述海表参量估算模型的输出层为海表盐度。
9.一种基于辐射计数据的海表参量确定设备，其特征在于，包括处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现如权利要求1至8任一项所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现权利要求1至8任一项所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，确定辐射计训练数据，并对所述辐射计训练数据进行网格化处理，得到网格化辐射计数据包括：
3.根据权利要求2所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，所述辐射计训练数据包括辐射计对地观测多通道电压数据、辐射计对冷空观测多通道电压数据、辐射计对热源观测多通道电压数据、辐射计测量热源的物理温度、辐射计测量的接收机温度、辐射计升降轨标识数据、辐射计测量的入射角、扫描角和纬度信息。
4.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集包括：
5.根据权利要求1所述的基于辐射计数据的海表参量确定方法，其特征在于，在对所述网格化辐射计数据以及标准化的海表参量数据进行数据匹配，得到匹配数据集之后，在基于所述匹配数据集，确定训练数据集、测试数据集以及验证数据集之前，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑波，李一楠，周武，窦昊锋，杨小娇，金旭，田牧，
申请(专利权)人：国家卫星海洋应用中心，
类型：发明
国别省市：
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