[发明专利]基于卫星遥感的三维海流实时快速分析系统的构建方法

权利要求书

1.基于卫星遥感的三维海流实时快速分析系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用海洋再分析产品中的海流再分析数据，获取目标海域逐日海流的三维空间分布，获得逐日实时海流背景场；

(2)将获取的实时或准实时卫星观测海面温度、海面盐度和海面高度异常向水下延拓，获取温度和盐度的三维结构分析场；

(3)由温度和盐度三维结构分析场和卫星观测海面高度异常计算地转流，以及由海洋再分析产品中的温度、盐度和海面高度异常数据计算地转流，计算两个地转流之间的差异即得到逐日的地转流订正项，完成地转流订正模型的构建；

(4)由卫星观测海面风场计算风海流，以及由海洋再分析产品的驱动风场计算风海流，计算两个风海流之间的的差异获得逐日的风海流订正项，完成风海流订正模型的构建；

(5)将地转流订正项和风海流订正项叠加到海流背景场中，获取逐日的三维海流分析场；

(6)通过Fortran及Python软件，从相应的网站下载并处理实时或准实时的卫星海面数据，输入到地转流订正模型和风海流订正模型中，以获得三维温度、盐度和海流的实时分析场，形成一套完整的三维海流实时快速分析系统。

2.根据权利要求1所述基于卫星遥感的三维海流实时快速分析系统的构建方法，其特征在于，步骤(2)中具体包括以下步骤：

(201)温度和盐度剖面观测资料的收集和质量控制；

(202)建立温盐关系模型；

(203)构建由海面温度、海面盐度和海面高度异常联合反演温度和盐度的剖面模型。

3.根据权利要求1所述基于卫星遥感的三维海流实时快速分析系统的构建方法，其特征在于，该方法能够基于Python构建可视化平台，将三维海流实时快速分析系统得到的三维温度、盐度和海流的实时分析场进行图形展示，便于用户使用。

4.一种三维海流实时快速分析系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)下载实时或准实时的卫星海面高度，海面温度和来自于GTSPP的温盐剖面观测资料以及海面分析风场数据；

2)对下载的数据进行解压和格式转换，将卫星海面高度，海面温度，盐度剖面和海面风场数据转换成系统需要的格式；

3)利用海面温度反演温度剖面模型、海面高度反演温度剖面模型、海面温度与海面高度联合反演温度剖面模型以及温盐关系模型，结合实时或准实时的卫星海面温度、海面高度数据来反演温盐剖面；

4)对来自GTSPP的温盐剖面数据进行质量控制，包括区域检验、重复深度检验、深度颠倒检验、温盐范围检验、温度与盐度梯度检验和密度稳定性检验；

5)以卫星海面温度和海面高度联合反演的温盐剖面为背景场，利用多重网格三维变分数据同化方法，同化实时或准实时的温盐剖面观测数据，获得实时的温盐分析场；

6)利用实时的温盐分析场数据和卫星观测海面高度异常数据计算地转流，以及利用海洋再分析产品中的温度、盐度和海面高度异常数据计算地转流，计算两个地转流之间的差异，获得地转流订正项；

7)利用海面分析风场数据计算风海流，以及利用由研制海洋再分析产品时所使用的风场驱动场的累年逐日统计分析风场计算风海流，计算两个风海流之间的差异，获得风海流订正项；

8)以对海洋再分析产品进行累年逐日统计后得到的逐日海流统计分析产品为海流背景场，将上述地转流订正项和风海流订正项叠加到背景场中，获得三维实时海流分析场；

9)最后利用可视化软件，生成温度、盐度、密度、声速、海面高度和海流的可视化图形。

5.根据权利要求3所述基于卫星遥感的三维海流实时快速分析系统的构建方法，其特征在于，所述可视化平台能够实现以下几个功能：

a.进行任一时间任一深度处温度、盐度、密度、声速和海面高度的等值线图绘制；

b.进行任一时间任一纬度处温度、盐度、密度和声速的断面图绘制；

c.绘制任一时间任一深度处的海流矢量图；

d.对任一时间、任一深度处温度、盐度和海面高度等值线图分别与海流矢量图进行叠加绘制；

e.对任意一段时间内任一深度处各海洋要素的等值线图及海流矢量图变化进行动画展示；

f.对当前时刻各海洋要素图形进行实时展示。