高光谱红外卫星资料同化的自适应通道选择方法及系统技术方案

技术编号：41290959 阅读：37 留言：0更新日期：2024-05-13 14:42

本发明专利技术公开了一种高光谱红外卫星资料同化的自适应通道选择方法及系统，包括输入模块、观测对背景误差的影响计算模块、剔除已同化观测模块、后验集合获得模块。给定一组预报集合及观测；同化前在观测空间中，计算后验背景误差协方差与先验背景误差协方差的比率（Pa/Pb），并按此值递增顺序来同化观测数据，对于每次迭代中Pa/Pb最小的观测将被同化；在同化某一观测后，使用后验集合作为新的先验集合，在观测中剔除掉已同化观测；当剩余观测的Pa/Pb大于预设的阈值时，同化终止；同化完所有Pa/Pb阈值内的观测后，得到后验集合并计算集合平均。本发明专利技术不仅适合于快速变化天气的同化，同时也适用于有更宽光谱覆盖宽度的高光谱卫星资料。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高光谱红外卫星资料同化的自适应通道选择方法及系统，属于大气分析。

技术介绍

1、卫星红外高光谱探测仪提供的高垂直分辨率大气信息对数值天气预报(numerical weather prediction,nwp)的准确性有重要贡献。然而高光谱探测仪的通道众多，存在大量的数据冗余和通道间相关，在实际应用中必须进行数据降维及去除观测相关性。此外，由于计算能力和同化时效的限制，在nwp应用中很难同化所有通道。针对高光谱的数据降维和通道选择目前已有诸多研究，其中基于shannon(1998)度量信源不确定性的信息熵(entropy reduction,er)通道选择方法和基于空间变换的主成分分析(principalcomponent analysis,pca)方法应用最为广泛。

2、然而，基于er的通道选择舍弃了大量通道，使得原有的光谱覆盖宽度大幅减少。此外，er通道选择方法是基于最优估计的线性理论，通常未能考虑流依赖的和随时间变化的最优通道选择。伴随着数值模式和观测分辨率的提高，更多多尺度天气特征的细节和相关演化过程...

【技术保护点】

1.一种高光谱红外卫星资料同化的自适应通道选择方法，其特征在于,通过捕捉随时间变化的背景误差的减少，在同化过程中提供了一个流依赖、时间变化的通道选择算法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述高光谱红外卫星资料同化的自适应通道选择方法，其特征在于：后验背景误差协方差与先验背景误差协方差的比率η：

3.根据权利要求2所述高光谱红外卫星资料同化的自适应通道选择方法，其特征在于：步骤1中给定一组预报集合N为预报集合大小，表示为集合平均，第i个集合成员的集合扰动为将集合扰动写成背景误差协方差平方根的形式那么背景误差协方差表示为Pb＝XXT。