[发明专利]遥感地表温度和长短波辐射量时间尺度扩展方法与系统

说明书

本发明涉及一种遥感地表温度和长短波辐射量时间尺度扩展方法与系统，其中，方法包括：将经插值处理之后的再分析数据与遥感数据在同一地理位置的对应时间点的数值进行匹配；依据匹配后的数值之间的差值，得到再分析数据的变化曲线偏差；通过变化曲线偏差对插值后的再分析数据进行数值拉伸平移，得到偏差校正后的变化曲线；基于偏差校正后的变化曲线，通过相应的时间积分得到任意时间尺度下的遥感数据。本发明以再分析资料(或模式模拟结果)的地表温度和短波辐射、长波辐射量日变化规律曲线作为作为时间尺度扩展的基准时间曲线，并基于校正后的基准时间曲线将遥感估算的瞬时温度、瞬时短波辐射、瞬时长波辐射等变量扩展到任意所需的时间平均尺度。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种遥感地表温度和长短波辐射量时间尺度扩展方法与系统。

背景技术

地表温度、短波辐射和长波辐射是地球系统能量平衡的重要基础，也是大气运动的驱动力，影响着全球能量和水分循环以及全球变化。随着遥感技术的发展，利用遥感数据估算地表温度、短波以及长波辐射的各个分量具有较大的优势和前景。

目前利用遥感直接估算的地表温度、短波和长波辐射量均是瞬时辐射，而在很多研究和应用领域则需要小时平均、日平均的地表温度、长短波辐射量，如何将遥感观测的瞬时温度和辐射变量准确扩展为其他时间尺度的平均量是目前面临的一个问题。常用的方法有统计方法、假设晴空条件的日变化曲线法等，但是很多统计方法对每天的遥感观测次数、日出和日落时间等有具体要求，致使当前提条件和假设不满足时，无法得到对应的时间尺度平均值，因此，这些方法的适用性和精度仍有较大提升空间。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种遥感地表温度和长短波辐射量时间尺度扩展方法与系统，其解决了现有针对遥感数据的尺度扩展的方案要求和限制条件多，且方案精度和适用性低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种遥感地表温度和长短波辐射量时间尺度扩展方法，包括：

将经插值处理之后的再分析数据与获取的遥感数据在同一地理位置的对应时间点的数值进行匹配；

依据匹配后的数值之间的差值，得到再分析数据的变化曲线偏差；

通过所述变化曲线偏差对插值后的再分析数据进行数值拉伸平移，得到偏差校正后的变化曲线；

基于所述偏差校正后的变化曲线，通过相应的时间积分得到任意时间尺度下的遥感数据。

可选地，所述遥感数据包括：温度、短波辐射以及长波辐射；所述再分析数据的数据来自再分析数据集，所述再分析数据集包括：ERA5、MERRA-2、JRA-55、GLDAS以及CLDAS。

可选地，将经插值处理之后的再分析数据与获取的遥感数据在同一地理位置的对应时间点的数值进行匹配包括：

分别对所述再分析数据的温度、短波辐射以及长波辐射进行插值，得到不同地理位置的每一固定时间段的高时间分辨率下的温度、高时间分辨率下的短波辐射以及高时间分辨率下的长波辐射；

在同一地理位置和同一时间点下，将遥感数据的瞬时温度、瞬时短波辐射以及瞬时长波辐射分别与所述再分析数据的高时间分辨率下的温度、高时间分辨率下的短波辐射以及高时间分辨率下的长波辐射进行相应的匹配。

可选地，依据匹配后的数值之间的差值，得到再分析数据的变化曲线偏差包括：