[發明專利]一種海面風場反演中微波散射計數據搜索范圍的計算方法

有效

• 申請號: 201810135193.X
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108415979B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 魏士儼;楊晟
• 申請（專利權）人: 自然資源部第三海洋研究所
• 主分類號: G06F16/2453
• 分類號: G06F16/2453;G06F17/10
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

1.一種海面風場反演中微波散射計數據搜索范圍的計算方法，其特征在于包括以下步驟：

1)NDBC浮標數據預處理；

2)根據步驟1)的結果，將每個風場數據表示為向量形式，構建驗證風場數據集合A_N；

3)HY-2A散射計數據預處理，得到后向散射數據集合S；

4)建立初始值為0km，步長值為5km，最大值為50km的搜索范圍序列T_K，其中T₁＝0，T₅₀＝50，即參與計算單元風場的后向散射系數的空間范圍；

5)根據步驟2)的結果，遍歷集合A_N中所有向量，提取步驟3)集合S中對應的散射計數據；

6)對序列T_K進行歸一化處理，步長值為0.02，則得到T，包括T₁＝0，T₅₀＝1；

7)根據步驟5)的結果，遍歷集合A_N計算風場反演誤差，確定最優搜索范圍值；對第n個風向量A_n，計算對應集合B_n中風速、風向值與A_n值的絕對誤差并進行歸一化處理，得到誤差數組e_n∈(0,1)，其中，n為正整數，滿足1≤n≤N；繪制e_N和T_K的散點圖，擬合曲線，沿45°方向搜索最小值，其對應的序列值即為最優搜索范圍值。

2.如權利要求1所述一種海面風場反演中微波散射計數據搜索范圍的計算方法，其特征在于在步驟1)中，所述NDBC浮標數據預處理的方法為：剔除單站位風數據中的空值和非法值，得到的每個有效單站位風場數據均包含數據采集時間、位置、風速和風向信息。

3.如權利要求1所述一種海面風場反演中微波散射計數據搜索范圍的計算方法，其特征在于在步驟2)中，所述構建驗證風場數據集合的方法：將步驟1)得到的單個站位風數據表示為向量A，包括time，lon，lat，ws，wd；其中，time是風數據的采集時間，lon是該時刻風數據的經度，lat是該時刻風數據的緯度，ws是該時刻的風速，wd是該時刻的風向；第n個向量A_n包括time_n，lon_n，lat_n，ws_n，wd_n對應于步驟1)結果中的第n個單站位風數據，其采集時間為time_n，采集位置為lon_n，lat_n，風速為ws_n，風向為wd_n，其中，n為正整數，滿足1≤n≤N；所有向量構成了實測風向量集合A_N，N為向量的個數。

4.如權利要求1所述一種海面風場反演中微波散射計數據搜索范圍的計算方法，其特征在于在步驟3)中，所述HY-2A散射計數據預處理的方法為：剔除散射計數據中的空值和非法值。

5.如權利要求1所述一種海面風場反演中微波散射計數據搜索范圍的計算方法，其特征在于在步驟5)中，所述提取散射計數據的具體方法為：對于集合A_N中第n個向量A_n包括time_n，lon_n，lat_n，ws_n，wd_n，其采集時間為time_n，位置M為lon_n，lat_n，風速為ws_n，風向為wd_n，其中，n為正整數，滿足1≤n≤N；在步驟3)結果集合S中選取采集時間為time_n時刻，覆蓋位置M包括lon_n，lat_n的散射計后向散射條帶，以位置M包括lon_n，lat_n為中心，以序列T_K為半徑范圍，分別提取范圍內所有后向散射系數并反演風場，得到了對應于向量A_n的序列風場集合B_n，包括T_K，ws_K，wd_K，T_K是搜索范圍半徑序列，ws_K是風速序列，wd_K是風向序列，第n個集合的風場序列中第k項對應的風向量為B_nk，包括T_k、ws_k、wd_k，T_k是第k個搜索范圍半徑，ws_k是第k個風速，wd_k是第k個風向，其中，n和k為正整數，滿足1≤n≤N和1≤k≤K，向量A_n和序列風場集合B_n為一一對應的關系；若散射計無數據，則刪除A_N中的第n個向量A_n，遍歷A_N中所有向量后，得到散射計風場序列集合組B_N。