[發明專利]一種基于月均值背景場提取地震微波輻射異常的方法

有效

• 申請號: 202111327328.0
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN113762275B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 齊源;吳立新
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06V10/20
• 分類號: G06V10/20;G06V10/46
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

1.一種基于月均值背景場提取地震微波輻射異常的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據所選地震案例發生的時間和位置，選取該地震案例區域內的衛星微波輻射遙感影像數據，并確定研究時間范圍和研究區域空間范圍；確定研究區域空間范圍的具體方法為：

S1.1、根據所選地震案例的矩震級M確定所述研究區域空間范圍的半徑R，表達式如下：

S1.2、將以所選地震案例的震中位置為中心位置、以R為半徑所構成的圓形區域確定為所述研究區域空間范圍；

S2、對所選衛星微波輻射遙感影像數據進行數據預處理，所述數據預處理包括對所選衛星微波輻射遙感影像數據進行裁剪、分辨率統一以及云像素剔除；

S3、利用預處理后的衛星微波輻射遙感影像數據構建研究區域動態的月均值背景場；該步驟具體為：

S3.1、根據歷史年衛星微波輻射遙感影像數據獲取研究區域歷史年指定研究時間范圍內的日期為t2的動態微波輻射背景場表達式如下：

其中，y和t2分別為所用衛星微波輻射遙感影像數據的年份和年積日，N為參與計算的微波輻射數據矩陣的數量；

S3.2、重復所述步驟S3.1的操作，獲取所選衛星微波輻射遙感影像數據的起始年份至截止年份中逐年的微波輻射背景場，并根據獲取的不同年份微波輻射背景場計算研究區域指定日期t2的動態月均值微波輻射背景場Background_t2，表達式如下：

其中，p和q分別為所用衛星微波輻射遙感影像數據的起始年份和截止年份，t2為所選地震案例發生的日期T的前60日至后30日的時間區間內的某一指定研究日期對應的年積日；

S3.3、重復步驟S3.2的操作，獲取所選地震案例發生的日期T前60日至后30日區間內所有日期的動態月均值微波輻射背景場

S4、根據構建的動態月均值背景場計算出研究區域內的地震微波輻射異常結果。

2.根據權利要求1所述的基于月均值背景場提取地震微波輻射異常的方法，其特征在于，所述地震案例發生的年份為Y、日期為T，所選衛星微波輻射遙感影像數據的起始年份比所選地震案例發生的年份Y早至少3年，所述研究時間范圍是所選地震案例發生的日期T的前60日至后30日的時間區間。

3.根據權利要求1所述的基于月均值背景場提取地震微波輻射異常的方法，其特征在于，在所述步驟S2中，云像素剔除具體包括：根據衛星云總量數據獲取研究區域云層的掩模矩陣從所選衛星微波輻射遙感影像數據中剔除云像素，得到研究區域純凈不含云的微波輻射值矩陣表達式如下：

其中，y和t1分別為所用衛星微波輻射遙感影像數據以及衛星云總量數據的年份和年積日，MBT_y，t1為研究區域中未經處理的衛星微波輻射遙感影像數據的矩陣。

4.根據權利要求3所述的基于月均值背景場提取地震微波輻射異常的方法，其特征在于，獲取研究區域云層的掩模矩陣的具體方法為：首先讀取已裁剪至指定的研究區域中的衛星云總量數據，然后逐像素讀取云總量值；將衛星云總量數據大于等于0.3的像素視為有云，對應矩陣位置值設置成空值；將衛星云總量數據小于0.3的像素視為無云，對應矩陣位置值設置成1，得到研究區域云層的掩模矩陣其中y和t1分別為所用衛星云總量數據的年份和年積日。

5.根據權利要求1所述的基于月均值背景場提取地震微波輻射異常的方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：

S4.1、根據所述步驟S3中構建的動態月均值背景場，獲取研究區域內年份為Y、日期為t3的微波輻射值殘差矩陣Residual_Y，t3，t3同樣為所選地震案例發生的日期T的前60日至后30日的時間區間內的某一日期，表達式如下：

S4.2、根據獲取的微波輻射殘差值矩陣，計算殘差值矩陣的均值μ和標準差δ，據此確定地震微波輻射異常值的閾值K，表達式如下：

K＝μ+2δ；

S4.3、根據獲取的異常閾值K，逐像素判斷微波輻射殘差值矩陣的像素值是否為異常值，表達式如下：

其中l、m為參與計算的各矩陣像素的行列號，NaN為像素值設置為空值；

S4.4、重復所述步驟S4.3的操作，直至遍歷微波輻射殘差值矩陣所有像素，最終獲取研究區域的地震微波輻射異常結果Anomaly_Y，t3。