一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法

本发明涉及空间信息，尤其涉及一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法。

背景技术：

1、相关技术中的温度反演模型多利用单个ka波段（通常为36.5ghz）的亮温数据建立与实测地表温度之间的线性拟合关系，然而这些方法仅适用于进行过模型标定的特定区域，使其具备区域依赖性和相对局限性，无法在普适范围区域内使用。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，用以解决现有地表温度反演在普适范围内不够精确的技术问题，提供了一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法的技术方案。

2、第一方面，本发明提供了一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，包括：

3、获取当前时刻下所有目标波段中每一卫星格网内的当前垂直极化亮温数据；

4、输入所述当前垂直极化亮温数据至被动微波多波段温度模型，获取所述被动微波多波段温度模型输出的，当前时刻下每一卫星格网对应的当前地表温度；

5、所述被动微波多波段温度模型是根据历史时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合而确定的；

6、所述时刻包括升轨时刻或降轨时刻。

7、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，在输入所述当前垂直极化亮温数据至被动微波多波段温度模型之前，所述方法还包括：

8、对于每一卫星格网，根据历史时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演子模块；

9、遍历所有卫星格网，根据所有卫星格网的被动微波多波段温度反演子模块构建所述被动微波多波段温度模型。

10、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述根据历史时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演子模块，包括：

11、根据历史升轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演升轨子模块；

12、根据历史降轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演降轨子模块；

13、根据所述被动微波多波段温度反演升轨子模块以及所述被动微波多波段温度反演降轨子模块确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演子模块。

14、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述目标波段包括10.7ghz对应波段、18.7ghz对应波段、23.8ghz对应波段以及36.5ghz对应波段。

15、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述根据历史升轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演升轨子模块，包括：

16、根据历史升轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度，拟合出所有交叉相乘项所对应的第一系数、第二系数、第三系数、第四系数、第五系数以及第六系数，并拟合出所有单次项所对应的第七系数、第八系数、第九系数以及第十系数，并拟合出所有平方项所对应的第十一系数、第十二系数、第十三系数以及第十四系数，拟合出常数项所对应的第十五系数；

17、根据所述第一系数、第二系数、第三系数、第四系数、第五系数、第六系数、第七系数、第八系数、第九系数、第十系数、第十一系数、第十二系数、第十三系数、第十四系数以及第十五系数确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演升轨子模块。

18、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述历史升轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史地表温度是根据地球观测系统模型geos-5 fp模拟温度值获取的。

19、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述根据历史降轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演降轨子模块，包括：

20、根据历史降轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度，拟合出所有交叉相乘项所对应的第十六系数、第十七系数、第十八系数、第十九系数、第二十系数以及第二十一系数，并拟合出所有单次项所对应的第二十二系数、第二十三系数、第二十四系数以及第二十五系数，并拟合出所有平方项所对应的第二十六系数、第二十七系数、第二十八系数以及第二十九系数，拟合出常数项所对应的第三十系数；

21、根据所述第十六系数、第十七系数、第十八系数、第十九系数、第二十系数、第二十一系数、第二十二系数、第二十三系数、第二十四系数、第二十五系数、第二十六系数、第二十七系数、第二十八系数、第二十九系数以及第三十系数确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演降轨子模块。

22、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述历史降轨时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史地表温度是根据陆面再分析数据集era5-land模拟温度值获取的。

23、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，所述交叉相乘项包括10.7ghz对应波段的亮温数据与18.7ghz对应波段的亮温数据的相乘项、10.7ghz对应波段的亮温数据与23.8ghz对应波段的亮温数据的相乘项、10.7ghz对应波段的亮温数据与36.5ghz对应波段的亮温数据的相乘项、18.7ghz对应波段的亮温数据与23.8ghz对应波段的亮温数据的相乘项、18.7ghz对应波段的亮温数据与36.5ghz对应波段的亮温数据的相乘项，以及23.8ghz对应波段的亮温数据与36.5ghz对应波段的亮温数据的相乘项；

24、所述单次项包括10.7ghz对应波段的亮温数据单次项、18.7ghz对应波段的亮温数据单次项、23.8ghz对应波段的亮温数据单次项以及36.5ghz对应波段的亮温数据单次项；

25、所述平方项包括10.7ghz对应波段的亮温数据平方项、18.7ghz对应波段的亮温数据平方项、23.8ghz对应波段的亮温数据平方项以及36.5ghz对应波段的亮温数据平方项。

26、根据本发明提供的基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，在根据历史时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定所述卫星格网的被动微波多波段温度反演子模块之前，所述方法还包括：

27、在第一相关性程度大于第二相关性程度的情况下，确定所述目标波段；

28、所述第一相关性程度是根据历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行相关性分析确定的；

29、所述第二相关性程度是根据历史水平极化亮温数据与历史地表温度进行相关性分析确定的。

30、第二方面，本发明提供了一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演装置，包括：

31、第一获取单元，所述第一获取单元用于获取当前时刻下所有目标波段中每一卫星格网内的当前垂直极化亮温数据；

32、第二获取单元，所述第二获取单元用于输入所述当前垂直极化亮温数据至被动微波多波段温度模型，获取所述被动微波多波段温度模型输出的，当前时刻下每一卫星格网对应的当前地表温度；

33、所述被动微波多波段温度模型是根据历史时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合而确定的；

34、所述时刻包括升轨时刻或降轨时刻。

35、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法。

36、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法。

37、本发明提供了一种基于被动微波多波段温度模型的地表温度反演方法，根据历史时刻下所有目标波段中，每一卫星格网中的历史垂直极化亮温数据与历史地表温度进行非线性拟合确定被动微波多波段温度模型，区分当前时刻为升轨时刻还是降轨时刻，获取所有目标波段中每一卫星格网内的当前垂直极化亮温数据，并将其输入至被动微波多波段温度模型，获取当前时刻下每一卫星格网对应的当前地表温度。本发明不需要用到除传感器本身提供的多波段亮温数据以外的任何其他辅助数据，计算效率高，解决了仅利用单波段亮温数据存在局限性和以往温度模型存在区域依赖性的技术难题，能够适用于全区域的地表温度反演，满足地表温度的应用需求。