[發明專利]基于多源數據的近地表日最高氣溫估算方法、系統及終端

有效

• 申請號: 202010844424.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112016052B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 阮惠華;許劍輝;張菲菲;鄭艷萍;張金標;寇媛媛;楊驥;李勇
• 申請（專利權）人: 廣東省氣象探測數據中心;廣東省科學院廣州地理研究所;廣東第二師范學院
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F16/951;G06F16/9537;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明提供了一種基于多源數據的近地表日最高氣溫估算方法、系統及終端，對粗分辨率的格點人口位置大數據進行網格化插值處理，得到空間分辨率為1km的人口位置統計網格數據；對POI數據進行網格化分類統計處理，得到空間分辨率為1km的不同類別的POI統計數據；對空間分辨率為1km的熱紅外地表溫度數據與25km的被動微波遙感地表溫度數據進行空間降尺度融合處理，得到空間分辨率為1km白天地表溫度；對地表參量數據進行預處理，得到空間分辨率為1km的城市不透水面蓋度、植被蓋度、與海岸線距離、EVI、DEM；建立非線性回歸擬合模型；基于非線性回歸模型，得到空間分辨率為1km的城市近地表日最高氣溫數據。

技術領域

本發明涉及氣溫分布預測技術領域，具體地，涉及一種基于多源數據的近地表日最高氣溫估算方法、系統及終端。

背景技術

氣溫是描述陸地環境條件的重要參數，也是氣象觀測資料中最基本的觀測項目之一。近地表氣溫控制著大部分陸地表面過程，氣溫記錄可以表征一個地方的熱狀況特征，無論在理論研究上，還是在國防、經濟建設的應用上都不可缺少。

傳統地利用氣象站點的每日最高氣溫觀測值進行空間插值預測最高氣溫空間連續分布的方法，由于氣象站點的分布不均勻和研究區的復雜地形條件等因素的影響，給最高氣溫空間分布的預測結果帶來很大的不確定性，限制其的廣泛應用。此外，日最高氣溫應該與人口流動、建筑物屬性等密切相關，建筑物屬性可以通過POI數據進行表達；傳統的日最高氣溫空間插值方法并沒有考慮人口流動、建筑物屬性的影響，會給預測結果帶來一定的精度損失。

經過檢索發現：

1、公開號為CN104537222A，公開日為2015年04月22日，發明名稱為《基于遙感的區域植被覆蓋對地表氣溫影響的估算方法》，包括：一、獲取覆蓋研究區的數據并進行預處理；二、提取研究時間段內未發生土地利用變化的某一植被類型分布；三、實現地表觀測氣溫格點數據的距平處理；四、得到每一格點的OMR氣溫數值；五、將OMR氣溫數據柵格化；六、計算逐像元NDVI變化趨勢值與逐像元OMR氣溫變化趨勢值；七、提取所有像元的整個研究時間段的NDVI年平均值，NDVI變化趨勢值與OMR氣溫變化趨勢值；八、構建OMR氣溫預測模型。該方法存在如下問題：

(1)該方法僅僅考慮了NDVI變化趨勢與OMR氣溫變化趨勢之間的關系實現OMR氣溫的預測，并沒有考慮其他地表參量如不透水面、DEM對氣溫的直接影響，如不透水面對氣溫的增溫效應；

(2)該方法忽略了地表溫度、與海岸線距離的影響，也沒有考慮人口流動、不同類型POI對氣溫影響，造成地表氣溫估算不準確。

2、公開號為CN101634711A，公開日為2010年01月27日，發明名稱為《從MODIS數據估算近地表空氣溫度方法》，包含三個步驟：第一步驟是利用MODIS數據產品每個像元的地表溫度和發射率以及大氣水汽含量值作為先驗知識，作為大氣輻射傳輸模擬軟件MODTRAN4的輸入參數，并針對所獲得遙感數據MODIS每個像元第29、31、32熱紅外波段在不同的區域和季節進行正向模擬，建立訓練和測試數據庫。第二個步驟是利用神經網絡對訓練和測試數據集反復訓練和測試。第三步驟是對MODIS實際影像數據進行反演計算，得到地表目標地區的近地表空氣溫度分布情況。該方法存在如下問題：

(1)該方法主要利用熱紅外波段的信息反演近地表空氣溫度，并沒有考慮城市不透水面蓋度、植被蓋度、與海岸線距離、EVI和DEM等地表參量對氣溫的影響；

(2)該方法忽略了考慮人口流動、不同類型POI對氣溫的影響，造成地表氣溫估算不準確。