[發明專利]一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法

在審

• 申請號: 202210763296.7
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115112586A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 鄭毅;李莘莘;張堯;白純鈺
• 申請（專利權）人: 行星數據科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/359;G06N20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，依次包括以下步驟：步驟S1、定量反演計算CH₄柱濃度；步驟S2、使用定量反演得到的CH₄柱濃度校正模式模擬的CH₄柱濃度的方法，并根據模式中的垂直分層信息，估算近地表CH₄柱濃度；步驟S3、從歷史清單數據中提取牧場CH₄排放量；步驟S4、基于歷史多源數據，訓練CH₄排放模型，輸入更新的遙感、模式數據，估算新的CH₄排放量。本發明一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，對歷史的CH₄排放清單數據進行時間上的外推，同時耦合了模式模擬結果和實時的衛星觀測反演結果，既保留了清單數據的本底值精準性，又引入了衛星數據的時效性，以及模式數據的高時空覆蓋性。

技術領域

本發明涉及定量遙感和數據融合相關技術領域，尤其涉及一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法。

背景技術

及時有效地計算出CH₄的排放量，是本項專利攻克的主要問題。

目前，與CH₄氣體相關的數據主要分為3種，第一種是通過歷史統計調查自下而上計算出來的CH₄排放清單數據，第二種是利用遙感觀測數據結合定量遙感反演算法自上而下計算得出的CH₄濃度數據，第三種是根據大氣物理、化學模式，耦合歷史的排放清單數據模擬預測得到的CH₄濃度數據。

這三種數據各有優缺點，其中：清單數據直接是排量數據，而遙感反演和模式模擬出的都是濃度數據，需要進一步的計算才能得出排放量；從數據準確度比較，清單數據精度最高，遙感次之，模式最差；從時空性分析，模式時空性最好，清單空間全覆蓋但時效性很差，遙感時效性中等但空間上存在缺失。

有鑒于上述的缺陷，本設計人積極加以研究創新，以期創設一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種多源數據融合下的牧場甲烷排放量估算方法，依次包括以下步驟：

步驟S1、定量反演計算CH₄柱濃度；

步驟S2、使用定量反演得到的CH₄柱濃度校正模式模擬的CH₄柱濃度的方法，并根據模式中的垂直分層信息，估算近地表CH₄柱濃度；

步驟S3、從歷史清單數據中提取牧場CH₄排放量；

步驟S4、基于歷史多源數據，訓練CH₄排放模型，輸入更新的遙感、模式數據，估算新的CH₄排放量。

作為本發明的進一步改進，步驟S1依次包括以下步驟：

步驟S11、云參數反演：依據477 nm波段的O2-O2吸收帶云參數反演算法進行云量估算，該算法假設云為不透明的朗伯反射表面，考慮大氣的偏振效應和大氣廓線的影響，基于高光譜分辨率大氣輻射傳輸模型在紫外—可見光波段的天頂反照率構建關于觀測角度、地表反射率、云量、云壓要素的云高和云量查找表，利用云量查找表和衛星實際觀測差分反演獲得的O2-O2總量及其他參數，獲得衛星實際觀測處的云量信息；

步驟S12、CH₄斜柱總量反演：根據光譜定標方程，對原始的光譜數據進行定標，基于差分光學吸收光譜法DOAS算法，利用近紅外1200～1400nm窗口的衛星天頂高光譜探測量，獲得太陽輻射以及反射到衛星傳感器的對地觀測輻射來反演整個光路的CH₄斜柱總量；