[发明专利]基于广义高斯模型的FY-3数据的海冰分布探测方法

摘要

本发明涉及一种基于广义高斯模型的FY‑3数据的海冰分布探测方法，步骤包括：获取FY‑3 MWRI一级数据，对数据进行辐射校正、陆地提取、数据拼接、计算19GHz频段极化差、获取海水和海冰分类最佳阈值，通过最佳阀值对海冰与海水进行判别分割；最终确定海冰分布；本发明基于FY‑3 MWRI 19 GHz的极化差结合广义高斯模型的海冰分布探测方法，对北极海冰分布情况进行反演研究。通过对比不同频段的极化差异特性，最终发现在19GHz频段附近海冰与海水的极化差异比较明显，并且相对于高频率的波段19GHz受天气影响较弱，因此选取合适的阈值可将海冰信息准确详细提取出来，最后利用广义高斯模型确定最佳分类阈值，最终得到基于FY‑3 MWRI数据的北极海冰分布结果。

主权项

1.一种基于广义高斯模型的FY‑3数据的海冰分布探测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)、获取FY‑3MWRI一级数据；步骤2)、对19GHz频段的一级数据进行提取，并进行预处理；预处理方式包括有：提取19GHz频段数据、辐射校正、陆地提取和北极地区的拼接获取；提取19GHz频段数据：FY‑3MWRI一级数据包含10‑89GHz共5个频段的10个通道的数据，将19GHz频段的水平与垂直极化方向两个通道的数据提取出来，获得提取数据；辐射校正：对提取数据进行辐射校正，根据辐射校正公式L＝Gain*DN+Bias进行校正，其中L为辐射校正后的亮温值，Gain以及Bias为辐射校正参数，DN为提取数据中的像元值；将矫正参数带入辐射矫正公式计算获得矫正数据；陆地提取：通过ENVI软件中的波段运算实现对陆地的提取；数据拼接：通过对各单轨数据中的经纬度文件信息提取，采用极地方位投影使各单轨数据中的像元投影到对应的经纬度上，按照经纬度信息实现数据的拼接；步骤3)、由19GHz频段的极化差异特性，计算19GHz频段极化差，即垂直极化与水平极化的差，P＝19V‑19H；步骤4)、通过广义高斯模型对19GHz的极化差进行处理获取海水和海冰分类最佳阈值T，定义准则函数J(t)描述正确的分类性能：式中：和P₂(T)＝1‑P₁(T)分别为海冰和海水的先验概率；和分别为海冰与海水的均值；和分别为海冰与海水的方差；H(Ω,T)＝‑2[P₁(T)ln P₁(T)+P₂(T)ln P₂(T)]为类别Ω＝{ω₁，ω₂}的熵；β_i为的形状参数，其中a_i,b_i为正常量；选择最佳阈值使图像的平均分类性能达到最小，即：T*＝arg min J(T)；使得J(T)达到最小时候的T即为海冰海水划分的最佳阈值；通过最佳阀值T对海冰与海水进行判别分割；最终确定海冰分布。