[發明專利]遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法與系統

在審

• 申請號: 202210427077.1
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114780845A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王天星;杜藝涵;王世遙
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F16/9535
• 分類號: G06F16/9535;G06F17/18
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 李會娟

1.一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，包括：

將經插值處理之后的再分析數據與獲取的遙感數據在同一地理位置的對應時間點的數值進行匹配；

依據匹配后的數值之間的差值，得到再分析數據的變化曲線偏差；

通過所述變化曲線偏差對插值后的再分析數據進行數值拉伸平移，得到偏差校正后的變化曲線；

基于所述偏差校正后的變化曲線，通過相應的時間積分得到任意時間尺度下的遙感數據。

2.如權利要求1所述的一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，所述遙感數據包括：溫度、短波輻射以及長波輻射；所述再分析數據的數據來自再分析數據集，所述再分析數據集包括：ERA5、MERRA-2、JRA-55、GLDAS以及CLDAS。

3.如權利要求2所述的一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，將經插值處理之后的再分析數據與獲取的遙感數據在同一地理位置的對應時間點的數值進行匹配包括：

分別對所述再分析數據的溫度、短波輻射以及長波輻射進行插值，得到不同地理位置的每一固定時間段的高時間分辨率下的溫度、高時間分辨率下的短波輻射以及高時間分辨率下的長波輻射；

在同一地理位置和同一時間點下，將遙感數據的瞬時溫度、瞬時短波輻射以及瞬時長波輻射分別與所述再分析數據的高時間分辨率下的溫度、高時間分辨率下的短波輻射以及高時間分辨率下的長波輻射進行相應的匹配。

4.如權利要求3所述的一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，依據匹配后的數值之間的差值，得到再分析數據的變化曲線偏差包括：

依據所述遙感數據的瞬時溫度、瞬時短波輻射以及瞬時長波輻射分別與所述再分析數據的高時間分辨率下的溫度、高時間分辨率下的短波輻射以及高時間分辨率下的長波輻射的差值，得到再分析數據的固定時間段內的溫度變化曲線偏差、固定時間內的短波輻射變化曲線偏差和固定時間段內的長波輻射變化曲線的偏差；

其中，若每一固定時間段內有多個遙感觀測值，則偏差為對應多個偏差的平均值，具體計算如下：

式中，T1為再分析數據的高時間分辨率下的溫度、SW1為再分析數據的高時間分辨率下的短波輻射、LW1為再分析數據的高時間分辨率下的長波輻射；T2為遙感數據的瞬時溫度、SW2為遙感數據的瞬時短波輻射以及LW2瞬時短波輻射；shift_T為固定時間段內的溫度變化曲線偏差，shift_SW為固定時間內的短波輻射變化曲線偏差，shift_LW為固定時間段內的長波輻射變化曲線的偏差；N為遙感觀測次數。

5.如權利要求3所述的一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，通過所述變化曲線偏差對插值后的再分析數據進行數值拉伸平移，得到偏差校正后的變化曲線包括：

依據所述再分析數據的固定時間段內的溫度變化曲線偏差、所述固定時間內的短波輻射變化曲線偏差以及所述固定時間段內的長波輻射變化曲線的偏差，對所述再分析資料插值后的高時間分辨率下的溫度、高時間分辨率下的短波輻射以及高時間分辨率下的長波輻射進行數值拉伸平移，得到偏差校正后的固定時間段內的溫度變化規律曲線、偏差校正后的固定時間段內的短波輻射變化規律曲線以及偏差校正后的固定時間段內的長波輻射變化規律曲線。

6.如權利要求4或5所述的一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，所述固定時間段為24小時。

7.如權利要求3所述的一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展方法，其特征在于，所述方法還包括：

若某一固定時間段內缺少遙感數據，則依據前后相鄰的遙感數據求得平均偏差作為缺值日期對應的偏差校正量；

依據所述偏差校正量對所述再分析數據的高時間分辨率下的溫度、高時間分辨率下的短波輻射以及高時間分辨率下的長波輻射進行數值拉升平移，得到經偏差校正后的缺值日期的變化曲線；

基于經偏差校正后的缺值日期的變化曲線，通過相應的時間積分得到不同時間尺度的遙感數據。

8.一種遙感地表溫度和長短波輻射量時間尺度擴展系統，其特征在于，包括：

數值匹配模塊，用于將經插值處理之后的再分析數據與獲取的遙感數據在同一地理位置的對應時間點的數值進行匹配；

偏差求取模塊，用于依據匹配后的數值之間的差值，得到再分析數據的變化曲線偏差；

偏差校正模塊，用于通過所述變化曲線偏差對插值后的再分析數據進行數值拉伸平移，得到偏差校正后的變化曲線；

時間尺度轉換模塊，用于基于所述偏差校正后的變化曲線，通過相應的時間積分得到任意時間尺度下的遙感數據。