[發(fā)明專利]一種高精度的熱輻射方向性半經(jīng)驗半物理模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011096835.3
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112198814B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹彪;杜永明;卞尊健;歷華;肖青;柳欽火
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 宋玲玲

1.一種高精度的熱輻射方向性半經(jīng)驗半物理模擬方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、構(gòu)建LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型：

將LiStrahlerFriedl-LiDenseR半經(jīng)驗半物理模型中的LiDenseR幾何光學核修正為RoujeanLagouarde熱點核，得到LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型，LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型的公式如下所示：

其中，為方向亮溫/溫度；為LiStrahlerFriedl基礎(chǔ)形狀核；為RoujeanLagouarde熱點核；f_{LiStrahlerFriedl}，f_{RoujeanLagouarde}，f_iso分別為LiStrahlerFriedl基礎(chǔ)形狀核、RoujeanLagouarde熱點核和各向同性核的核系數(shù)；θ_s為太陽天頂角；θ_v為觀測天頂角；為太陽和觀測方向的相對方位角，k為熱點寬度因子；

步驟二、反演LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型中的四個未知數(shù)：

LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型中包括四個未知數(shù)，四個未知數(shù)分別為LiStrahlerFriedl基礎(chǔ)形狀核系數(shù)f_{LiStrahlerFriedl}、RoujeanLagouarde熱點核系數(shù)f_{RoujeanLagouarde}、各向同性核系數(shù)f_iso和熱點寬度因子k；

反演時，對太陽天頂角θ_s、觀測天頂角θ_v、太陽和觀測方向的相對方位角進行四次或四次以上的觀測，得到四個或四個以上的角度值，隨后通過采取非線性最小二乘方法計算最優(yōu)解，并采用MATLAB中的nlinfit函數(shù)實現(xiàn)對四個未知數(shù)的反演，其中，f_{LiStrahlerFriedl}、f_{RoujeanLagouarde}、f_iso、k四個參數(shù)的初始值分別設(shè)置為：1、1、T_mean、1；其中T_mean為輸入的多角度觀測的亮溫/溫度的均值；

步驟三、驗證構(gòu)建的LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型：

驗證LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde的模擬能力分為兩部分：首先利用4SAIL標準物理模型和DART標準物理模型模擬的多角度方向亮溫驗證LiStrahlerFriedl-RoujeanLagouarde模型的擬合精度；然后將其擬合結(jié)果與改進之前的LiStrahlerFriedl-LiDenseR模型以及RossThick-LiSparseR熱紅外半經(jīng)驗半物理模型、RoujeanLagouarde熱紅外半經(jīng)驗半物理模型、Vinnikov熱紅外半經(jīng)驗半物理模型進行對比，選用的評價指標包括均方根誤差RMSE、最大絕對擬合誤差|Bias|_max及相關(guān)系數(shù)R²；

步驟四、對步驟三得到的數(shù)據(jù)進行擬合，對地表溫度產(chǎn)品的角度進行歸一化，將所有像元的觀測角度從傾斜方向糾正到垂直方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度的熱輻射方向性半經(jīng)驗半物理模擬方法，其特征在于：所述LiStrahlerFriedl-LiDenseR半經(jīng)驗半物理模型的公式可以表示為：

其中，為方向亮溫/溫度；為LiStrahlerFriedl基礎(chǔ)形狀核；為LiDenseR幾何光學核；f_{LiStrahlerFriedl}，f_LiDenseR，f_iso分別LiStrahlerFriedl基礎(chǔ)形狀核、LiDenseR幾何光學核和各向同性核的系數(shù)；θ_s為太陽天頂角；θ_v為觀測天頂角；為太陽和觀測方向的相對方位角。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度的熱輻射方向性半經(jīng)驗半物理模擬方法，其特征在于：所述LiStrahlerFriedl基礎(chǔ)形狀核和LiDenseR幾何光學核均為非各向同性核，且二者均為太陽及觀測角度的函數(shù)。