[發(fā)明專利]地表發(fā)射率計(jì)算方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710593860.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN107389199B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家氣象中心
• 主分類號(hào): G01J5/00
• 分類號(hào): G01J5/00
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝;洪波

本發(fā)明實(shí)施例提供一種地表發(fā)射率的計(jì)算方法和裝置，所述方法包括：將目標(biāo)地表通過(guò)地表發(fā)射率模型得出目標(biāo)地表的地表發(fā)射率的計(jì)算結(jié)果；將所述計(jì)算結(jié)果與所述目標(biāo)地表的微波地表輻射率進(jìn)行比對(duì)；根據(jù)比對(duì)結(jié)果調(diào)整所述目標(biāo)地表的地表參數(shù)和/或所述地表發(fā)射率模型的參數(shù)；根據(jù)調(diào)整后的所述目標(biāo)地表的地表參數(shù)確定所述目標(biāo)地表的地表發(fā)射率。通過(guò)比對(duì)和優(yōu)化的方式調(diào)整目標(biāo)地表的地表參數(shù)和模型參數(shù)，提高了目標(biāo)地表的地表發(fā)射率的精準(zhǔn)度，進(jìn)而數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度也相應(yīng)提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及遙感定量反演技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地表發(fā)射率計(jì)算方法和裝置。

背景技術(shù)

地表溫度是地表平衡中的一個(gè)重要參數(shù)，氣象衛(wèi)星遙感資料主要通過(guò)數(shù)據(jù)同化的方法應(yīng)用到數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式，一般采用兩種同化方式，一是對(duì)衛(wèi)星遙感反演大氣參數(shù)的間接同化，二是對(duì)不同通道輻射率觀測(cè)的直接同化。后者已成為衛(wèi)星遙感資料同化應(yīng)用的主要方式。

在直接同化衛(wèi)星的不同通輻射率的過(guò)程中，地表輻射率是一極其重要的參量，地表輻射率計(jì)算精度不僅直接影響窗區(qū)通道、甚至也對(duì)低層通道衛(wèi)星觀測(cè)的應(yīng)用具有重要影響；地表輻射率不但依賴于地表的組成成分，而且還與物理狀態(tài)(如含水量、粗糙度)和視角等因素有關(guān)，加上遙感的混合像元使得地表比輻射率難以確定。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)地表輻射率的計(jì)算不夠精確，進(jìn)而影響數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種地表發(fā)射率計(jì)算方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中地表輻射率的計(jì)算不夠精確，進(jìn)而影響數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種地表發(fā)射率的計(jì)算方法，包括：將目標(biāo)地表通過(guò)地表發(fā)射率模型得出目標(biāo)地表的地表發(fā)射率的計(jì)算結(jié)果；將所述計(jì)算結(jié)果與所述目標(biāo)地表的微波地表輻射率進(jìn)行比對(duì)；根據(jù)比對(duì)結(jié)果調(diào)整所述目標(biāo)地表的地表參數(shù)和/或所述地表發(fā)射率模型的參數(shù)；根據(jù)調(diào)整后的所述目標(biāo)地表的地表參數(shù)確定所述目標(biāo)地表的地表發(fā)射率。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述微波地表輻射率由反演確定，可通過(guò)如下方式中的一種或多種獲取：由TELSEM數(shù)據(jù)集導(dǎo)出所述目標(biāo)地表的微波地表輻射率、由CNRW數(shù)據(jù)集導(dǎo)出目標(biāo)地表的微波地表輻射率、由RTTOV物理模型計(jì)算得出目標(biāo)地表的微波地表輻射率或由CRTM物理模型計(jì)算得出目標(biāo)地表的微波地表輻射率。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述目標(biāo)地表至少包括以下類型之一：海洋類型、海冰類型、陸地類型、雪地類型、混雜海洋類型、混雜陸地類型或混雜雪類型。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述方法還包括：根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和衛(wèi)星遙感反演獲取所述目標(biāo)地表的地表類型和地表參數(shù)。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述方法還包括：將所述目標(biāo)地表的所述地表類型和所述地表參數(shù)輸入所述地表發(fā)射率模型；接收所述地表發(fā)射率模型輸出的所述目標(biāo)地表的地表發(fā)射率的計(jì)算結(jié)果。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述根據(jù)比對(duì)結(jié)果調(diào)整所述目標(biāo)地表的地表參數(shù)，包括：確定所述計(jì)算結(jié)果與所述目標(biāo)地表的微波地表輻射率的差值；通過(guò)回歸算法基于所述差值調(diào)整所述目標(biāo)地表的地表參數(shù)和或所述地表發(fā)射率模型的參數(shù)。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述地表發(fā)射率模型包括：統(tǒng)計(jì)模型或物理模型。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述微波地表輻射率通過(guò)衛(wèi)星觀測(cè)獲取，采用如下計(jì)算公式：

其中，TB_v，p為的波數(shù)為ν，極化狀態(tài)為p時(shí)衛(wèi)星接收的亮溫；T_s為地表溫度，T_u為大氣上行輻射，T_d為大氣下行輻射；Γ_ν為大氣透過(guò)率，ε_v，p為微波地表發(fā)射率。