[發明專利]一種全圓盤可見光擬合方法、系統、設備及介質

有效

• 申請號: 202310318159.7
• 申請日: 2023-03-28
• 公開（公告）號: CN116342448B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 鄢俊潔;瞿建華;安宏達;黃奕
• 申請（專利權）人: 北京華云星地通科技有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06V20/13;G06V20/64;G06V10/82;G06V10/143
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明公開一種全圓盤可見光擬合方法、系統、設備及介質，涉及人工智能領域；該方法通過獲取目標時段的全圓盤數據和目標時段的地表特征圖像；對目標時段的全圓盤數據和目標時段的地表特征圖像均進行耀斑去除以及圖像數據的重采樣合成處理；然后將得到的目標時段的二維數組和目標時段的投影地表特征圖像輸入至基于深度神經網絡構建的可見光模擬模型中進行反演，得到目標可見光真彩圖；根據目標時段的特征真實真彩圖對目標可見光真彩圖中的云區域進行檢測替換，得到目標時段的可見光云圖；本發明通過對全圓盤數據進行反演得到可見光云圖，實現了全覆蓋性云圖的擬合。

技術領域

本發明涉及人工智能領域，特別是涉及一種全圓盤可見光擬合方法、系統、設備及介質。

背景技術

目前，GOES-R系列、風云四號系列、Himari-8/-9等新一代地球同步衛星的成像儀測量數據已應用于天氣監測和預報、環境監測和氣候應用。通常，一個成像儀具有多個光譜波段，涵蓋可見(VIS)、近紅外(NIR)和紅外(IR)區域。除了各種定量產品外，地球同步衛星上的先進成像儀的有用圖像產品包括但不限于亮度溫度圖像、真彩色合成圖像、霧、灰塵、強對流風暴、對流形成的合成圖像。在白天，基于多波段的真彩色合成圖像已被用于監測快速天氣和環境變化等許多應用。然而，在夜間，由于只有紅外波段可用，只能使用假彩色合成圖像進行應用。

真彩圖像能較好地反映高低云的表面特征、紋理特征、對流風暴系統的演變，特別是熱帶氣旋中的云分布和演變，在天氣和環境監測中具有重要作用。在地球同步衛星成像儀云圖動畫的應用中，白天只能使用可見光波段，夜間則使用紅外波段圖像。因此，晝夜觀測目標的連續性和視覺效果不一致，導致識別困難，影響監測應用。

如果可以將夜間部分的云圖與白天可見光云圖的云圖效果一樣，則可以解決晝夜觀測目標不連續的問題，這種云圖就是夜間可見光云圖。由于云、霧、晴空地表在中紅外波段和熱紅外通道的比輻射率不同，通常通過熱紅外通道與中紅外通道的亮溫差進行霧的識別；而云頂高度、云相態等特性能通過熱紅外通道很好地反應出來(MODIS-MOD04相態產品)。紅外波段云/霧的這些物理特征使得從紅外波段測量中模擬可見光云圖成為可能。

由于紅外通道圖像基本不包含任何的地理信息，只有添加地理信息或者使用CGAN等創造力較強的網絡才能在反演的夜間可見光圖像中展示出準確的地理圖象。

目前已有的夜間可見光技術大多數都是由圖像到圖像的方法，這種方法只適用于區域性的云圖，而基于全圓盤的可見光，沒有相關的研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種全圓盤可見光擬合方法、系統、設備及介質，通過對全圓盤數據進行反演，得到可見光云圖，實現了全覆蓋性云圖的模擬。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種全圓盤可見光擬合方法，所述方法包括：

獲取目標時段的全圓盤數據和目標時段的地表特征圖像；所述全圓盤數據包括：真實真彩圖和紅外通道數據；所述紅外通道數據為靜止軌道輻射成像儀的各中心波長的紅外通道獲取到的圖像；所述靜止軌道輻射成像儀搭載在靜止軌道氣象衛星上；所述紅外通道數據的分辨率與所述地表特征圖像的分辨率不同；

對目標時段的地表特征圖像進行圖像處理，得到目標時段的投影地表特征圖像；所述圖像處理包括：耀斑去除以及圖像數據的重采樣合成；

對目標時段的紅外通道數據進行所述圖像處理，得到目標時段的二維數組；

對目標時段的真實真彩圖進行所述圖像處理，得到目標時段的特征真實真彩圖；

將目標時段的二維數組和目標時段的投影地表特征圖像輸入至可見光模擬模型中進行反演，得到目標可見光真彩圖；所述可見光模擬模型是基于深度神經網絡構建的；

根據目標時段的特征真實真彩圖對目標可見光真彩圖中的云區域進行檢測替換，得到目標時段的可見光云圖。