[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

本發明公開一種大氣二氧化氮柱濃度反演條帶噪聲自適應窗口校正，解決現有方法無法去除大氣環境探測儀載荷數據條帶噪聲的問題。所述方法，包含：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，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；從二氧化氮斜柱濃度空間分布數據的所有固定列寬矩形窗中確定校正窗，校正窗為所有矩形窗中各列方差值總和最小的矩形窗；計算校正窗內各列數據均值得到列均值向量，對列均值向量去除至少一個低頻信號值，得到列閾值向量；將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列閾值向量，得到校正結果。本發明實現了高分五號衛星大氣環境探測儀數據條帶噪聲去除。

技術領域

本發明涉及衛星遙感領域，尤其涉及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。

背景技術

衛星遙感圖像在成像過程中，由于光電器件問題導致周期性、方向性呈條帶狀分布的噪聲，我國2018年5月9日發射的高分五號衛星上搭載的大氣環境探測儀(EMI，Environmental Measurement Instrument)數據反演的大氣痕量氣體存在明顯的條帶噪聲。現有條帶噪聲去除方法主要應用在美國衛星上搭載的OMI載荷的二氧化硫條帶噪聲處理中，且現有方法中去除條帶噪聲時選用的窗口大小為固定值，不適合我國高分五號衛星搭載的大氣環境探測儀載荷的二氧化氮條帶噪聲處理。

發明內容

本發明提供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，解決現有方法無法去除大氣環境探測儀載荷數據條帶噪聲的問題。

為解決上述問題，本發明是這樣實現的：

本發明指出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，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。

優選地，所述對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。

優選地，所述對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。

優選地，若所述對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。

優選地，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。

進一步地，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。