[發明專利]一種水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法

在審

• 申請號: 202110257688.1
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112884342A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 陳軍;權文婷;韓啟金;張青
• 申請（專利權）人: 陜西九州遙感信息技術有限公司;西安交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F17/11
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 王丹丹

1.一種水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、建立多源衛星準同步有效像元選擇約束條件，并提取有效像元數據集：

通過輻射傳輸模擬和準同步衛星資料分析，量化建立判別準同步觀測的光照-觀測幾何、水文氣象、過境時間延遲、海面粗糙度和亮目標的約束條件，用于判別多源衛星觀測數據的同步性；并在約束條件下，從多源衛星輻射產品數據中提取輻射產品質量評價與交叉定標所需的有效像元數據集；

步驟S2、構建誤差解析方程：通過分析不同衛星準同步探測到的大氣和海洋物質自然變化引起的信號異常的一致性特征，建立多源衛星輻射產品誤差解析方程；

步驟S3、質量評價：根據有效像元數據集和多源衛星輻射產品誤差解析方程，提取多源衛星輻射產品誤差信息，進行輻射產品質量動態評價；

若誤差方程獲取的輻射產品誤差信息滿足質量要求，則判定輻射產品質量合理；若超出了質量要求范圍，則執行步驟S4；

步驟S4、交叉定標：以約束條件下有效像元數據集為輸入，對衛星輻射產品進行動態交叉定標校正。

2.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S1中，在確定光照-觀測幾何約束條件時，用太陽天頂角、衛星天頂角和相對方位角表征光照-觀測幾何，利用輻射傳輸模擬，滿足IOCCG質量目標前提下，獲取多源衛星準同步觀測允許的像元光照-觀測幾何方面差異的最大值與最小值，作為判別準同步觀測的光照-觀測幾何約束條件。

3.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S1中，在確定水文氣象約束條件時，以水文氣象資料為基礎，結合多源衛星準同步輻射產品，繪制惡劣水文氣象與輻射產品星際偏差的關系圖，通過分析不同惡劣水文氣象條件下兩顆衛星輻射產品的星際偏差的統計特征，在滿足IOCCG質量目標前提下，確定惡劣水文氣象的上限，作為判別準同步觀測的水文氣象約束條件。

4.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S1中，在確定海面粗糙度約束條件時，通過分析衛星影像輻射產品空間變異系數與輻射產品星際偏差的量化關系，在滿足IOCCG質量目標前提下，確定衛星影像最大空間變異系數，作為判別準同步觀測的海面粗糙度的約束條件。

5.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S1中，在確定過境時間延遲時，通過分析衛星過境的時間差異與影像輻射產品星際偏差的定量關系，在滿足IOCCG質量目標前提下，確定多源衛星的最大過境時間延遲，作為判別準同步觀測的過境時間延遲的約束條件。

6.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S1中，在確定亮目標的約束條件時，通過統計衛星影像亮目標輻射信號的直方圖，確定影像中所有亮目標的最小輻射值作為約束條件。

7.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S2在建立誤差解析方程時，具體通過以下方式：

S21，選定至少三顆過境衛星，基于步驟S1中的約束條件，獲取誤差解析方程所需的有效像元數據集；

S22，將衛星影像進行分割，建立N×N像元局部區域樣本集，計算局部區域內像元輻射量與均值的偏差，作為局部異常信號；

S23，將局部異常信號轉化為星際偏差，消除自然過程引起的異常信號對誤差解析方程的影響；

S24，利用多源衛星輻射產品誤差相互獨立的假設，通過計算星際偏差的方差，建立多源衛星輻射產品誤差解析方程，進行輻射產品質量動態監測。

8.根據權利要求1所述的水色衛星大氣層頂輻射產品質量評價與交叉定標方法，其特征在于：所述步驟S4中，通過誤差解析方程獲取的某顆衛星輻射產品誤差過大時，則進行交叉定標，具體以參考衛星的輻射數據為因變量，目標衛星的輻射數據為自變量，基于回歸分析建立因變量與自變量的經驗函數關系，并將經驗函數關系應用于目標衛星的輻射數據，進而得到交叉定標后的輻射產品。