[發明專利]道路層面細顆粒物反演方法、裝置、計算設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201911190041.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111209533B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 史文中;童成卓;史志成
• 申請（專利權）人: 香港理工大學深圳研究院
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 曹小翠

1.一種道路層面細顆粒物反演方法，其特征在于，包括：

獲取待測時長內的目標實測數據以及城市環境因子，所述目標實測數據為預設區域的大氣細顆粒物的實測數據；

基于衛星影像數據確定所述預設區域的表觀反射率數據以及衛星角度數據，所述衛星影像數據為基于測量得到的地球資源觀測數據，所述表觀反射率為基于所述衛星影像數據計算得到的大氣表觀反射率，所述衛星影像數據為Landsat-8衛星數據，對所述Landsat-8衛星影像數據進行數據處理，通過建立掩膜來剔除云、雪以及水體覆蓋的衛星像元，得到干凈的衛星像元測量的衛星影像數據；

利用預先訓練的基礎反演模型對所述目標實測數據、所述城市環境因子、所述表觀反射率數據以及所述衛星角度數據進行分析，得到所述預設區域的大氣細顆粒物的目標分布數據，所述預先訓練的基礎反演模型為所述目標實測數據與所述城市環境因子、所述表觀反射率數據以及所述衛星角度數據之間的第一相關函數，所述預先訓練的基礎反演模型表示為：

PM_2.5ij＝b₁TOA₂+b₂TOA₄+b₃TOA₇+b₄sat_az+b₅sat_zn+b₆sun_az+b₇sun_zn+b₈Temp+b₉WS+b₁₀PS+b₁₁PBLH+β_ij+ε_ij

其中，PM_2.5ij是第i個監測站第j天預測的PM2.5數據，TOA₂為第i個監測站第j天基于衛星影像數據得到的第2波段對應的大氣表觀反射率，TOA₄為第i個監測站第j天基于衛星影響數據得到的第4波段對應的大氣表觀反射率，TOA₇為第i個監測站第j天基于衛星影響數據得到的第7波段對應的大氣表觀反射率，sat_at是衛星高度角、sat_zn是衛星方位角、sun_az是太陽高度角、sun_zn是衛星方位角，b₁、b₂、b₃、b₄、b₅、b₆、b₇、b₈、b₉、b₁₀和b₁₁分別是第一相關系數，β_ij是所述基礎反演模型的截距參數，ε_ij是預設的第i個監測站第j天的殘差系數；

將所述目標分布數據與所述預設區域的路網柵格數據進行疊加，得到所述預設區域的道路層面細顆粒物分布影像；

所述表觀反射率為基于所述Landsat-8衛星影像數據計算得到的大氣表觀反射率，所述大氣表觀反射率由未經太陽角度糾正的大氣表觀反射率糾正得到，所述未經太陽角度糾正的大氣表觀反射率的計算公式如下：

ρ′_x＝M_ρQ_cal+A_p，

其中，式中ρ′x為x波段未經太陽角度糾正的大氣表觀反射率，M_ρ為x波段的反射率調整因子，A_p為x波段的反射率調整參數，Qcal為Landsat-8衛星影像以16位量化的亮度值，x波段為代表紅、藍及紅外波段的波段號；

將所述未經太陽角度糾正的大氣表觀反射率進行糾正轉換為大氣表觀反射率的公式如下：

ρ_x＝ρ′_x/cosθ_z，

其中，θ_z為Landsat-8衛星影像中心的太陽天頂角；

所述獲取待測時長內的目標實測數據以及城市環境因子，包括：

獲取待測時長內的目標實測數據；

從所述預設區域選擇至少兩個不同大小的緩沖區；

分別獲取各個所述緩沖區的目標城市環境因子；

對應地，所述利用預先訓練的基礎反演模型對所述目標實測數據、所述城市環境因子、所述表觀反射率數據以及所述衛星角度數據進行分析，得到所述預設區域的所述大氣細顆粒物的分布數據，包括：

利用預先訓練完成的回歸反演模型對所述目標實測數據、所述目標城市環境因子以及所述表觀反射率進行分析，得到所述預設區域的所述大氣細顆粒物的分布數據；

通過繪制距離衰減曲線的方法從所述預設區域選擇所述緩沖區，所述緩沖區的邊界為所述距離衰減曲線函數中的轉折點/峰值對應的距離值，且所述緩沖區中的距離變量并為下一緩存區的候選解釋變量。