一种区域地表温度场的时间过程模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种区域地表温度场的时间过程模拟方法及系统。构建待测区域的地表温度基线场，从地表温度基线场中获取每个观测站点的地表温度基线值；将每个观测站点的实时地表温度值与地表温度基线值的差值作为地表温度距平值；根据所有观测站点的地表温度距平值，采用克里金插值法，建立地表温度距平场；将经纬度坐标相同的地表温度基线场的栅格的地表温度基线值与地表温度距平场的栅格的地表温度距平值做栅格加运算，确定待测区域在预设时间点的每个栅格的地表温度模拟值，建立地表温度实时模拟场；重复以上步骤可得到连续时间节点的地表温度实时模拟场，实现了基于稀疏观测站点资料获取区域地表温度场的时间过程模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种区域地表温度场的时间过程模拟方法及系统
本专利技术涉及山地气温场的时空构建领域，特别是涉及一种区域地表温度场的时间过程模拟方法及系统。
技术介绍
地表温度场是山地生态灾害监测与预警的重要测报变量，进行地表温度场的栅格化的时间过程模拟管理，对于开展山地生态灾害时空化监测与预警具有重要的意义。由于山地区域地面观测站点分布稀疏，且易被云遮挡，导致基于观测站点资料或遥感影像的现有技术手段在获取栅格化山地气温场的时间过程时存在较大的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种区域地表温度场的时间过程模拟方法及系统，能够基于稀疏观测站点快速实现栅格化的地表温度场时间过程模拟。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种区域地表温度场的时间过程模拟方法，所述方法包括：对待测区域进行栅格划分，并确定每个栅格的地表温度基线值，构建待测区域的地表温度基线场；根据所述待测区域的每个观测站点的经纬度坐标，从所述地表温度基线场中获取每个所述观测站点的地表温度基线值；获取每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值；将每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个所述观测站点的地表温度基线值作差，差值作为每个所述观测站点在预设时间点的地表温度距平值；根据所述待测区域的所有观测站点在预设时间点的地表温度距平值，以所述待测区域的边界为边界限定值，采用克里金插值法，得到所述待测区域的每个栅格的地表温度距平值，建立所述待测区域的地表温度距平场；将经纬度坐标相同的所述地表温度基线场的栅格的地表温度基线值与所述地表温度距平场的栅格的地表温度距平值做栅格加运算，确定所述待测区域在预设时间点的每个栅格的地表温度模拟值，建立所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场；获取下一个预设时间点，返回步骤“获取每个所述观测站点在预设时间点观测的地表温度实时数据”，建立下一个预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。可选的，所述确定每个栅格的地表温度基线值，具体包括：下载所述待测区域的多年MODIS地表温度产品或基于Landsat卫星热红外影像反演多年的地表温度场，获取所述待测区域的多年的地表温度场；将多年的地表温度场中每个栅格对应的多年的地表温度数据进行平均运算，平均运算得到的平均值作为每个栅格的地表温度基线值。可选的，所述将每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个所述观测站点的地表温度基线值作差，差值作为每个所述观测站点在预设时间点的地表温度距平值，具体包括：根据第i个观测站点在预设时间点t观测的实时地表温度值和第i个观测站点的地表温度基线值，利用公式确定第i个观测站点在预设时间点t的地表温度距平值；其中，为第i个观测站点在预设时间点t的地表温度距平值，Tit为第i个观测站点在预设时间点t观测的实时地表温度值，Ti0为第i个观测站点的地表温度基线值。可选的，所述获取下一个预设时间点，返回步骤“获取每个所述观测站点在预设时间点观测的地表温度实时数据”，建立下一个预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟，之前还包括：判断所述预设时间点的数量是否大于时间点数量阈值，获得判断结果；若所述判断结果表示否，则令所述预设时间点的数量增加1，执行步骤“获取下一个预设时间点”；若所述判断结果表示是，则输出所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。一种区域地表温度场的时间过程模拟系统，所述系统包括：地表温度基线场构建模块，用于对待测区域进行栅格划分，并确定每个栅格的地表温度基线值，构建待测区域的地表温度基线场；地表温度基线值获取模块，用于根据所述待测区域的每个观测站点的经纬度坐标，从所述地表温度基线场中获取每个所述观测站点的地表温度基线值；实时地表温度值获取模块，用于获取每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值；地表温度距平值确定模块，用于将每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个所述观测站点的地表温度基线值作差，差值作为每个所述观测站点在预设时间点的地表温度距平值；地表温度距平场建立模块，用于根据所述待测区域的所有观测站点在预设时间点的地表温度距平值，以所述待测区域的边界为边界限定值，采用克里金插值法，得到所述待测区域的每个栅格的地表温度距平值，建立所述待测区域的地表温度距平场；地表温度实时模拟场建立模块，用于将经纬度坐标相同的所述地表温度基线场的栅格的地表温度基线值与所述地表温度距平场的栅格的地表温度距平值做栅格加运算，确定所述待测区域在预设时间点的每个栅格的地表温度模拟值，建立所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场；地表温度场时间过程模拟获取模块，用于获取下一个预设时间点，返回步骤“获取每个所述观测站点在预设时间点观测的地表温度实时数据”，建立下一个预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。可选的，所述地表温度基线场构建模块包括栅格地表温度基线值单元；所述栅格地表温度基线值单元具体包括：多年地表温度场获取子单元，用于下载所述待测区域的多年MODIS地表温度产品或基于Landsat卫星热红外影像反演多年的地表温度场，获取所述待测区域的多年的地表温度场；栅格地表温度基线值确定子单元，用于将多年的地表温度场中每个栅格对应的多年的地表温度数据进行平均运算，平均运算得到的平均值作为每个栅格的地表温度基线值。可选的，所述地表温度距平值确定模块，具体包括：地表温度距平值确定子模块，用于根据第i个观测站点在预设时间点t观测的实时地表温度值和第i个观测站点的地表温度基线值，利用公式确定第i个观测站点在预设时间点t的地表温度距平值；其中，为第i个观测站点在预设时间点t的地表温度距平值，Tit为第i个观测站点在预设时间点t观测的实时地表温度值，Ti0为第i个观测站点的地表温度基线值。可选的，所述系统还包括：判断结果获取模块，用于判断所述预设时间点的数量是否大于时间点数量阈值，获得判断结果；步骤返回模块，用于若所述判断结果表示否，则令所述预设时间点的数量增加1，执行步骤“获取下一个预设时间点”；结果输出模块，用于若所述判断结果表示是，则输出所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术首先构建待测区域的地表温度基线场，根据待测区域的每个观测站点的经纬度坐标，从地表温度基线场中获取每个观测站点的地表温度基线值；将每个观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个观测站点的地表温度基线值的差值作为每个观测站点在预设时间点的地表温度距平值；根据待测区域的所有观测站点在预设时间点的地表温度距平值，以待测区域的边界为边界限定值，采用克里金插值法，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域地表温度场的时间过程模拟方法，其特征在于，所述方法包括：/n对待测区域进行栅格划分，并确定每个栅格的地表温度基线值，构建待测区域的地表温度基线场；/n根据所述待测区域的每个观测站点的经纬度坐标，从所述地表温度基线场中获取每个所述观测站点的地表温度基线值；/n获取每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值；/n将每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个所述观测站点的地表温度基线值作差，差值作为每个所述观测站点在预设时间点的地表温度距平值；/n根据所述待测区域的所有观测站点在预设时间点的地表温度距平值，以所述待测区域的边界为边界限定值，采用克里金插值法，得到所述待测区域的每个栅格的地表温度距平值，建立所述待测区域的地表温度距平场；/n将经纬度坐标相同的所述地表温度基线场的栅格的地表温度基线值与所述地表温度距平场的栅格的地表温度距平值做栅格加运算，确定所述待测区域在预设时间点的每个栅格的地表温度模拟值，建立所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场；/n获取下一个预设时间点，返回步骤“获取每个所述观测站点在预设时间点观测的地表温度实时数据”，建立下一个预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。/n...

【技术特征摘要】
1.一种区域地表温度场的时间过程模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
对待测区域进行栅格划分，并确定每个栅格的地表温度基线值，构建待测区域的地表温度基线场；
根据所述待测区域的每个观测站点的经纬度坐标，从所述地表温度基线场中获取每个所述观测站点的地表温度基线值；
获取每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值；
将每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个所述观测站点的地表温度基线值作差，差值作为每个所述观测站点在预设时间点的地表温度距平值；
根据所述待测区域的所有观测站点在预设时间点的地表温度距平值，以所述待测区域的边界为边界限定值，采用克里金插值法，得到所述待测区域的每个栅格的地表温度距平值，建立所述待测区域的地表温度距平场；
将经纬度坐标相同的所述地表温度基线场的栅格的地表温度基线值与所述地表温度距平场的栅格的地表温度距平值做栅格加运算，确定所述待测区域在预设时间点的每个栅格的地表温度模拟值，建立所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场；
获取下一个预设时间点，返回步骤“获取每个所述观测站点在预设时间点观测的地表温度实时数据”，建立下一个预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。


2.根据权利要求1所述的区域地表温度场的时间过程模拟方法，其特征在于，所述确定每个栅格的地表温度基线值，具体包括：
下载所述待测区域的多年MODIS地表温度产品或基于Landsat卫星热红外影像反演多年的地表温度场，获取所述待测区域的多年的地表温度场；
将多年的地表温度场中每个栅格对应的多年的地表温度数据进行平均运算，平均运算得到的平均值作为每个栅格的地表温度基线值。


3.根据权利要求1所述的区域地表温度场的时间过程模拟方法，其特征在于，所述将每个所述观测站点在预设时间点观测的实时地表温度值与每个所述观测站点的地表温度基线值作差，差值作为每个所述观测站点在预设时间点的地表温度距平值，具体包括：
根据第i个观测站点在预设时间点t观测的实时地表温度值和第i个观测站点的地表温度基线值，利用公式确定第i个观测站点在预设时间点t的地表温度距平值；
其中，为第i个观测站点在预设时间点t的地表温度距平值，Tit为第i个观测站点在预设时间点t观测的实时地表温度值，Ti0为第i个观测站点的地表温度基线值。


4.根据权利要求1所述的区域地表温度场的时间过程模拟方法，其特征在于，所述获取下一个预设时间点，返回步骤“获取每个所述观测站点在预设时间点观测的地表温度实时数据”，建立下一个预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟，之前还包括：
判断所述预设时间点的数量是否大于时间点数量阈值，获得判断结果；
若所述判断结果表示否，则令所述预设时间点的数量增加1，执行步骤“获取下一个预设时间点”；
若所述判断结果表示是，则输出所述待测区域在预设时间点的地表温度实时模拟场，实现栅格化的地表温度场的时间过程模拟。


5.一种区域地表温度场的时间过程模拟系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳霞，周汝良，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53