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专利号: 2024112004717
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-07-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向静止气象卫星热红外地表温度数据的角度效应校正方法,其特征在于,包括下列步骤:卫星地表温度数据预处理步骤:

获取目标区域的两颗静止卫星地表温度数据,并将其转换至目标坐标系;

在目标坐标系下计算各像元的角度数据,包括:卫星天顶角、卫星方位角、太阳天顶角、太阳方位角;

基于两颗卫星的地表温度数据之间的线性回归关系执行系统误差消除步骤:根据卫星天顶角筛选出两颗卫星天顶角角度小于或等于目标角度的筛选区域;

在筛选区域内以其中一颗卫星的地表温度数据为基准值,建立两颗静止卫星的地表温度数据之间的线性回归关系;基于该线性回归关系修正另外一颗卫星的地表温度数据;

基于夜间地表温度数据简化核驱动模型并执行发射率核系数A的求解计算步骤:在目标区域内基于太阳天顶角筛选出夜间地表温度数据,并将核驱动模型简化为:其中,表示在角度参数下的夜间地表温度,TN表示天顶方向观测的温度,θv、θs和分别为观测天顶角、太阳天顶角和太阳卫星相对方位角,表示在角度参数下的发射率核;

基于同一时刻两颗卫星的在同一像元的夜间地表温度拟合每个像元的发射率核系数A;

基于发射率核系数A执行夜间的角度归一化地表温度计算步骤:其中,表示夜间的角度归一化的地表温度;

基于地表温度日循环模型模型和发射率核系数A执行白天的角度归一化地表温度计算步骤:基于太阳天顶角筛选出白天地表温度数据,基于两颗卫星的之间同一像元的相邻时刻的白天地表温度差计算每个像元的太阳核系数k和热点高度ΔTHS:基于包含热点效应的核驱动模型表征白天地表温度数据:

其中,e为自然底数,k表示太阳核系数用于表征热点宽度,d表征太阳与卫星之间的相对位置,热点高度ΔTHS表征热点温度与天顶方向观测的温度之间的差值;

对于相邻时刻ti和ti+1,基于地表温度日循环模型计算相邻时刻的白天地表温度差:其中,Ta表示与DTC模型的初始温度T0最大温度的差值,即一天中温度的变化幅度,ω表示余弦半周期宽;tm表示一天中温度达到峰值的时刻;

基于太阳核系数k不随时间改变而热点高度ΔTHS不随观测角度变化的准则,根据通过至少连续3个时刻的白天地表温度差求解出太阳核系数k和热点高度ΔTHS;

基于发射率核系数A、太阳核系数k和热点高度ΔTHS,根据包含热点效应的核驱动模型计算白天的角度归一化的地表温度。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,卫星地表温度数据预处理步骤中,选取其中一颗静止卫星的坐标系为目标坐标系,再将另一颗卫星的地表温度数据重投影至目标坐标系。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,卫星地表温度数据预处理步骤中,将另一颗卫星的地表温度数据重投影至目标坐标系具体包括:

1)在卫星地表温度数据中查找目标区域的像元点的行列号;

2)基于卫星的轨道位置及轨道半径,计算出两颗静止卫星对目标区域的观测角度θ;

3)根据静止卫星的像元行列号和观测角度θ,计算出每个像元的经纬度坐标;

4)对非目标坐标系的卫星的每一个像元,在投影网格中寻找地理距离最近的像元,并将该最近的像元的地表温度数据投影至当前像元。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,建立两颗静止卫星的地表温度数据之间的线性回归关系时,以目标坐标系所对应的卫星的地表温度数据作为基准值。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据卫星天顶角筛选出两颗卫星天顶角角度小于或等于目标角度的筛选区域时,所述目标角度设置为5±Δ1度,其中,Δ1为允许的角度偏差。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,发射率核系数A的求解计算步骤中,还包括:基于参数A的基准范围检测计算出的每个像元的系数A是否异常,若当前像元的系数A为异常值,则选取当前像元附近几天的系数A对当前像元的系数A进行填补修正。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,对像元的系数A进行填补修正时,基于当前像元前后4天的系数A对其进行填补修正。

8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将太阳天顶角大于或等于夜间角度基准值的地表温度数据筛选为夜间地表温度数据,其中,夜间角度基准值设置为90±Δ2度,Δ2为允许的角度偏差。