[發(fā)明專利]一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法

在審

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• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112730300A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余意;張琪;張衛(wèi)民;羅藤靈;史華湘;吳建平;趙延來;馬爍;王舒暢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

1.一種基于香濃熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：構(gòu)建GIIRS觀測區(qū)基礎(chǔ)大氣數(shù)據(jù)集；

S2：將GIIRS觀測區(qū)的地表分為若干個不同的地表類型，根據(jù)地表類型將GIIRS觀測區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集相應(yīng)的劃分成不同類型的大氣數(shù)據(jù)集；

S3：將步驟S2中得到的每個數(shù)據(jù)集分月劃分成大氣子數(shù)據(jù)集；

S4：從每個子數(shù)據(jù)集中隨機挑選h根廓線，構(gòu)建GIIRS觀測區(qū)初始采樣廓線集；

S5：利用GIIRS觀測區(qū)初始廓線集構(gòu)建GIIRS觀測區(qū)優(yōu)化廓線集；

S6：對步驟S5中的優(yōu)化廓線集進(jìn)行統(tǒng)計檢驗。

2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，步驟S1的具體操作包括，從歐洲中期天氣預(yù)報中心再分析數(shù)據(jù)集中，選定風(fēng)云4A衛(wèi)星紅外高光譜GIIRS儀器觀測區(qū)域的再分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建GIIRS觀測區(qū)的基礎(chǔ)大氣數(shù)據(jù)集D。

3.根據(jù)權(quán)力要求2所述的一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，步驟S2的具體操作包括以下步驟，

S21：根據(jù)地形高度和表面類型，將GIIRS觀測區(qū)的地表劃分為6種典型的地表類型；

S22：根據(jù)步驟S21中劃分出來的6種地表類型，將步驟S1中的基礎(chǔ)大氣數(shù)據(jù)集D相應(yīng)的劃分成六種地表類型大氣數(shù)據(jù)集D₁、D₂，…D₆。

4.根據(jù)權(quán)力要求3所述的一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，步驟S3的具體操作包括：將步驟S2中劃分出來的六種地表類型大氣數(shù)據(jù)集D₁、D₂，…D₆，分別按照不同的月份進(jìn)一步的劃分成72個大氣子數(shù)據(jù)集，分別記為D_m，n，其中，m＝1～6，n＝1～12。

5.根據(jù)權(quán)力要求4所述的一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，步驟S4的具體操作包括以下步驟，

S41：針對GIRS觀測區(qū)的每個大氣子數(shù)據(jù)集D_m，n，選定GIIRS數(shù)值模擬應(yīng)用中輻射傳輸計算所需的關(guān)鍵大氣廓線變量，作為香濃熵采樣方法的計算變量；

S42：針對GIIRS觀測區(qū)的每個大氣子數(shù)據(jù)集D_m，n，分別從中隨機選擇h根廓線，構(gòu)建出初始采樣廓線集Z_m，n，其中，m＝1～6，n＝1～12。

6.根據(jù)權(quán)力要求5所述的一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，步驟S41中所述的關(guān)鍵大氣廓線變量包括大氣溫度T、比濕WV和2米地表溫度TS。

7.根據(jù)權(quán)力要求6所述的一種基于香農(nóng)熵的GIIRS觀測區(qū)大氣廓線集采樣方法，其特征在于，步驟S5的具體操作包括，

S51：從每一個數(shù)據(jù)子集D_m，n的剩余廓線中選取廓線替換初始采樣廓線集Z_m，n中已有的廓線，獲得更新后的廓線子集B_m，n；

S52：將大氣溫度T、比濕WV和2米溫度TS三個要素作為香濃熵的輸入變量，每替換1根廓線后，對更新的廓線子集B_m，n計算香濃熵E(B)；

S53：當(dāng)廓線子集B_m，n香濃熵增量相比初始采樣廓線集Z_m，n的香濃熵，增量達(dá)到10時停止廓線替換循環(huán)，得到最終的高香濃熵廓線子集F_m，n，即為GIIRS觀測區(qū)優(yōu)化廓線集，并記錄廓線子集F_m，n中廓線位置。