[發明專利]一種大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法

有效

• 申請號: 202010171996.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111426643B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 陳博;夏石明;柴向停
• 申請（專利權）人: 北京中科銳景科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/27
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 南霆

1.一種大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，包含以下步驟：

獲取大氣環境探測儀數據，數據預處理后，提取波段三的高光譜數據，并進行二氧化氮柱濃度反演，得到二氧化氮斜柱濃度空間分布數據；

從所述二氧化氮斜柱濃度空間分布數據的所有固定列寬的矩形窗中確定校正窗，所述校正窗為所有矩形窗中沿軌方向的各列方差值的總和最小的矩形窗，所述固定列寬為所述二氧化氮斜柱濃度空間分布數據的總列數；

計算所述校正窗內各列數據的均值得到列均值向量，并對所述列均值向量去除至少一個低頻信號值，得到列閾值向量；

將所述二氧化氮斜柱濃度空間分布數據的跨軌方向的每一行數據按列減去所述列閾值向量，得到校正結果。

2.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，對所述列均值向量去除至少一個低頻信號值，得到列閾值向量的步驟，進一步包含：

對所述列均值向量做傅里葉變換后去除第一低頻信號值，再做傅里葉逆變換，得到所述列閾值向量。

3.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，對所述列均值向量去除至少一個低頻信號值，得到列閾值向量的步驟，進一步包含：

對所述列均值向量做傅里葉變換后分別去除第一低頻信號值、第一低頻信號值與第二低頻信號值、第一、第二與第三低頻信號值，再做傅里葉逆變換，得到所述列閾值向量。

4.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，若對所述列均值向量去除的低頻信號值的數量大于1時，所述方法還包含：

從所述二氧化氮斜柱濃度空間分布數據的所有校正結果中，選擇條帶噪聲去除效果最好的校正結果作為最終校正結果。

5.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，選擇所述固定列寬的矩形窗時避開地面重污染區域、云分布區域和太陽天頂角大于80度的區域。

6.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，所述校正窗的確定方式為：

設定尺度初值、尺度增量、尺度終值，并在所述二氧化氮斜柱濃度空間分布數據中選定窗起始行；

將所述窗起始行作為所述固定列寬的矩形窗的第一行，矩形窗的行數以所述尺度初值為初值、每次增加所述尺度增量直到增加到所述尺度終值，計算所有矩形窗內數據的列方差值，所述校正窗為列方差值總和最小的矩形窗。

7.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，提取波段三的高光譜數據，并進行二氧化氮柱濃度反演，得到二氧化氮斜柱濃度空間分布數據的步驟，進一步包含：

對所述波段三的高光譜數據，采用差分吸收光譜技術反演二氧化氮斜柱濃度，得到第一空間分布數據；

對所述第一空間分布數據剔除大氣瑞利散射和氣溶膠散射影響，得到第二空間分布數據；

對所述第二空間分布數據剔除大氣雙原子分子引起的非彈性散射影響，得到第三空間分布數據；

從所述第三空間分布數據中，剔除臭氧、氧四和水汽，得到所述二氧化氮斜柱濃度空間分布數據。

8.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，從高分五號衛星獲取所述大氣環境探測儀數據。

9.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，所述數據預處理包含輻射校正和幾何校正。

10.如權利要求1所述的大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正方法，其特征在于，所述大氣環境探測儀數據的波段三的范圍為401～550nm。