[发明专利]一种雾霾条件下地表太阳短波辐射计算方法有效

专利信息
申请号: 201910476705.3 申请日: 2019-06-03
公开(公告)号: CN110222301B 公开(公告)日: 2020-09-04
发明(设计)人: 胡斯勒图;赫杰;马润;尚华哲 申请(专利权)人: 中国科学院遥感与数字地球研究所
主分类号: G06F17/10 分类号: G06F17/10
代理公司: 北京国昊天诚知识产权代理有限公司 11315 代理人: 马骥;南霆
地址: 100101 北京市朝阳区大屯路甲*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 条件下 地表 太阳 短波 辐射 计算方法
【说明书】:

本申请公开了一种地表雾霾条件下太阳短波辐射计算方法,解决了现有技术只采用单一方法反演地表太阳短波辐射,无法提高精度和计算速度的问题。提取卫星的观测像元,去掉有云的像元图像;用第一查找表计算地表太阳短波辐射,作为第一辐射值;所述第一查找表,包含太阳天顶角、气溶胶光学厚度、气溶胶类型和对应的地表太阳短波辐射的数据;读取卫星的地表太阳短波辐射数据,为第二辐射值;与所述第一辐射值对比;若误差大于第一阈值,则该像元为校正像元;对所述校正像元用参数化方法计算地表太阳短波辐射,为第三辐射值。本申请用查找表法计算地表太阳短波辐射,用参数化方法校正结果,计算的速度快,精度高。

技术领域

本申请涉及卫星遥感反演领域,尤其涉及一种雾霾条件下地表太阳短波辐射计算方法。

背景技术

太阳辐射提供了地球各个圈层运行和生产的能量。而地表辐射收支过程与能量循环是地表过程的重要组成部分,是地区系统演化发展的重要驱动力,也是影响气候变化和地气相互作用的关键过程。太阳辐射穿透大气到达地表,需要经过大气的吸收和散射过程。

大气气溶胶(雾霾)是悬浮在大气中的固体颗粒和液体微粒与气体载体共同组成的多相体系,通常存在于对流层。气溶胶对太阳辐射的散射和吸收强烈影响地球辐射收支平衡,研究雾霾条件下地表太阳短波辐射对正确地评估气溶胶的气候效应有十分重要的作用。

所述地表太阳短波辐射计算方法包含:经验统计模型法、辐射传输方法、参数化方法和查找表方法等。其中,所述参数化方法(本申请文件中或称参数法)是基于大气辐射传输模型、模拟数据或机载、星载及观测数据等,建立关键大气、地表变量与下行短波辐射的参数关系式。所述查找表方法基于原理是大气光学特性和地物物理特性决定了大气顶太阳短波辐射和地表太阳短波辐射的变化,因此特定大气和地表参数会对应唯一的地表太阳短波辐射,所以可以预先设定不同的大气和地表参数,然后采用辐射传输模型计算输入参数情形下对应的地表太阳短波辐射,得到查找表,最后就可以根据不同输入图像的具体情况选择不同的查找表得到地表太阳短波辐射值数据结果。

经验统计方法和参数化方法基于局地观测资料或经验系数,精度高但普适性较差;辐射传输方法计算精度高但计算时间过长;而查找表方法由于输入参数和输出参数已经预先计算好,这样可以节约大量时间,但是计算精度和准确性不够。

发明内容

本申请提出一种雾霾条件下地表太阳短波辐射计算方法,解决了现有技术只采用单一方法反演地表太阳短波辐射,无法提高精度和计算速度的问题。

本申请实施例提出一种雾霾条件下地表太阳短波辐射计算方法,包含以下步骤:

提取卫星的观测像元,去掉有云的像元图像;

用第一查找表计算地表太阳短波辐射,作为第一辐射值;所述第一查找表,包含太阳天顶角、气溶胶光学厚度、气溶胶类型和对应的地表太阳短波辐射的数据;

读取卫星的地表太阳短波辐射数据,为第二辐射值;与所述第一辐射值对比;若误差大于第一阈值,则该像元为校正像元;所述第二辐射值,为卫星产品自带的地表太阳短波辐射数据。

对所述校正像元用参数化方法计算地表太阳短波辐射,为第三辐射值。

本申请优化的实施例,用第一查找表之前,还包含以下步骤:计算像元的地表反射率,用第二查找表计算出气溶胶厚度和气溶胶类型;所述第二查找表,包含表观反射率均值、地表反射率和对应的气溶胶厚度、气溶胶类型。

本申请优化的实施例,在对校正像元用参数化方法计算第三辐射值后,还包含以下步骤:

提取校正像元的第三辐射值和第一辐射值进行对比得到调整值,用所述调整值对第一辐射值数据进行校准。

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