一种地表下行太阳辐射通量的估算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种地表下行太阳辐射通量的估算方法和装置，涉及数据处理的技术领域，包括：获取待检测区域的卫星遥感影像，并基于卫星遥感影像确定出目标数据，其中，目标数据包括：实际地表反射率数据，实际辐亮度数据和实际地理数据；基于目标数据和预设查找表集合，确定出目标查找表，其中；基于预设查找表集合，对目标查找表进行三维线性插值处理，得到处理后的目标查找表，其中，预设查找表集合用于表征各种场景下太阳辐射参量与预设参数的不同参数值之间的对应关系；基于目标数据和处理后的目标查找表，计算待检测区域的地表下行太阳辐射通量，解决了现有的地表下行太阳辐射通量的估算产品的分辨率较低的技术问题。通量的估算产品的分辨率较低的技术问题。通量的估算产品的分辨率较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种地表下行太阳辐射通量的估算方法和装置


[0001]本专利技术涉及数据处理的
，尤其是涉及一种地表下行太阳辐射通量的估算方法和装置。

技术介绍

[0002]太阳辐射是地球能量的主要来源，它控制着地表和大气的能量交换过程。地表下行太阳辐射通量（Downward Shortwave Radiation, DSR）是气候变化、水文学、农业、生物物理过程、生物化学过程、太阳能利用等研究领域的关键参数之一。DSR的改变，会在很大程度上对地表温度和水分的分布产生影响，进而改变地表在生物生产过程中的热水平衡。作为这样一个驱动性力量，DSR是几乎所有陆表模型的关键输入变量。
[0003]到达大气层顶的太阳辐射由太阳天顶角（SZA）和太阳
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地球之间的距离决定。而除了SZA与日地距离之外，到达地表的太阳辐射主要由大气对太阳辐射的吸收和散射状况而定；另外，太阳光在大气和地表之间的多次散射也是地表最终接收到的太阳辐射的因素之一。考虑到这两个参数的高度动态性和空间差异性，卫星遥感观测是在区域和全球尺度上估算DSR唯一可行的手段。
[0004]现有的地表下行太阳辐射通量的估算方法包括：利用辐射传输模型对DSR进行精确计算和通过天顶辐亮度对DSR进行直接反演。目前已有的DSR业务化产品分辨率较低，虽然可以为全球的能量平衡和气候变化研究提供了较为可靠的数据基础，但然而对于局部气象气候、城市热岛效应等研究而言，其分辨率显得较为粗糙。
[0005]针对上述问题，提出利用风云三号1km分辨率数据进行太阳辐射通量估算的方案。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种地表下行太阳辐射通量的估算方法和装置，以缓解了现有的地表下行太阳辐射通量的估算产品的分辨率较低的技术问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种地表下行太阳辐射通量的估算方法，包括：获取待检测区域的卫星遥感影像，并基于所述卫星遥感影像确定出目标数据，其中，所述目标数据包括：实际地表反射率数据，实际辐亮度数据和实际地理数据；基于所述目标数据构建目标查找表，其中所述目标查找表中包含所述卫星遥感影像中每个像元的实际地理数据；基于预设查找表集合，对所述目标查找表进行三维线性插值处理，得到处理后的目标查找表，所述预设查找表集合用于表征各种场景下太阳辐射参量与预设参数的不同参数值之间的对应关系，所述太阳辐射参量包括：地表下行太阳辐射通量和辐亮度数据；基于所述目标数据和处理后的目标查找表，计算所述待检测区域的地表下行太阳辐射通量。
[0008]进一步地，所述地理数据包括：太阳天顶角，观测天顶角和相对方位角；所述预设参数包括：第一预设参数和第二预设参数，其中，所述第一预设参数包括：预设地理参数，气溶胶类型，水蒸气含量和臭氧含量，所述第二预设参数包括：大气能见度或云层光学厚度。
[0009]进一步地，所述方法还包括：将所述预设参数的参数值合集输入libRadtran大气
辐射传输模型，计算出所述预设参数的参数值合集对应的预设太阳辐射参量；基于所述预设参数的参数值合集和所述预设太阳辐射参量，构建所述预设查找表集合。
[0010]进一步地，计算出所述预设参数取值为参数值合集中各个参数值时对应的预设太阳辐射参量，包括：基于所述预设参数的参数值合集和第一预设公式，计算出所述预设参数的参数值合集对应的预设辐亮度数据，其中，所述第一预设公式为， 为所述辐亮度数据 ，为预设太阳天顶角, ，为预设观测天顶角, ， 为所述相对方位角，
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为程辐射，为地表反射率， 为大气外层的太阳辐射通量，为太阳照射到地表方向上的大气透过率， 为地表反射到卫星方向上的大气透过率，为大气的半球反照率；基于所述预设参数的参数值合集和所述第二预设公式，计算出述预设参数的参数值合集对应的预设地表下行太阳辐射通量，其中，所述第二预设公式为，为地表下行太阳辐射通量， 为没有地表作用下的太阳下行辐射通量。
[0011]进一步地，基于所述预设查找表集合，对所述目标查找表进行三维线性插值处理，得到处理后的目标查找表。
[0012]基于所述实际地理数据，确定出所述预设地理参数的参数值集合中目标参数值，其中，所述目标参数值为与所述实际地理数据相邻的预设地理数据；基于所述目标参数值，构建所述目标查找表；利用所述目标查找表，对所述实际地理数据进行三维插值处理，得到所述插值处理后的目标查找表。
[0013]进一步地，基于所述目标数据和处理后的目标查找表，计算所述待检测区域的地表下行太阳辐射通量，包括：基于所述实际地表反射率数据和所述插值处理后的目标查找表，确定出预设波段中每个波段对应的第二预设参数的目标参数值，其中，所述预设波段包括：蓝光波段、绿光波段、红光波段和近红外光波段；基于所述实际地表反射率数据、所述插值处理后的目标查找表和所述目标参数值，确定出预设波段中每个波段对应的窄波段地表下行太阳辐射通量；基于所述窄波段地表下行太阳辐射通量和预设关系转换式，计算出预设波段中每个波段对应的宽波段地表下行太阳辐射通量，并将所述宽波段地表下行太阳辐射通量确定为所述待检测区域的地表下行太阳辐射通量，其中，所述预设关系转换式用于表征窄波段地表下行太阳辐射通量和宽波段地表下行太阳辐射通量之间的对应关系。
[0014]进一步地，基于所述实际地表反射率数据和所述插值处理后的目标查找表，确定出预设波段中每个波段对应的第二预设参数的目标参数值，包括：基于所述实际地表反射率数据、所述插值处理后的目标查找表和所述第一预设公式，计算出所述第二预设参数的参数合集对应的当前辐亮度数据；基于所述当前辐亮度数据和所述实际辐亮度数据，确定出每个波段对应的第二预设参数的目标参数值，其中，所述目标参数值为所述参数合集中当前辐亮度数据和实际辐亮度数据之间插值最小时，当前辐亮度数据对应的参数值。
[0015]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种地表下行太阳辐射通量的估算装置，包括：
获取单元，构建单元，插值单元和计算单元，其中，所述获取单元，用于获取待检测区域的卫星遥感影像，并基于所述卫星遥感影像确定出目标数据，其中，所述目标数据包括：实际地表反射率数据，实际辐亮度数据和实际地理数据；所述构建单元，用于基于所述目标数据构建目标查找表，其中，所述目标查找表中包含所述卫星遥感影像中每个像元的实际地理数据；所述插值单元，用于基于预设查找表集合，对所述目标查找表进行三维线性插值处理，得到处理后的目标查找表，其中，所述预设查找表集合用于表征各种场景下太阳辐射参量与预设参数的不同参数值之间的对应关系，所述太阳辐射参量包括：地表下行太阳辐射通量和辐亮度数据；所述计算单元，用于基于所述目标数据和处理后的目标查找表，计算所述待检测区域的地表下行太阳辐射通量。
[0016]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
[0017]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地表下行太阳辐射通量的估算方法，其特征在于，包括：获取待检测区域的卫星遥感影像，并基于所述卫星遥感影像确定出目标数据，其中，所述目标数据包括：实际地表反射率数据，实际辐亮度数据和实际地理数据；基于所述目标数据构建目标查找表，其中，所述目标查找表中包含所述卫星遥感影像中每个像元的实际地理数据；基于预设查找表集合，对所述目标查找表进行三维线性插值处理，得到处理后的目标查找表，其中，所述预设查找表集合用于表征各种场景下太阳辐射参量与预设参数的不同参数值之间的对应关系，所述太阳辐射参量包括：地表下行太阳辐射通量和辐亮度数据；基于所述目标数据和处理后的目标查找表，计算所述待检测区域的地表下行太阳辐射通量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地理数据包括：太阳天顶角，观测天顶角和相对方位角；所述预设参数包括：第一预设参数和第二预设参数，其中，所述第一预设参数包括：预设地理参数，气溶胶类型，水蒸气含量和臭氧含量，所述第二预设参数包括：大气能见度或云层光学厚度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述预设参数的参数值合集输入libRadtran大气辐射传输模型，计算出所述预设参数的参数值合集对应的预设太阳辐射参量；基于所述预设参数的参数值合集和所述预设太阳辐射参量，构建所述预设查找表集合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算出所述预设参数取值为参数值合集中各个参数值时对应的预设太阳辐射参量，包括：基于所述预设参数的参数值合集和第一预设公式，计算出所述预设参数的参数值合集对应的预设辐亮度数据，其中，所述第一预设公式为， 为所述辐亮度数据 ，为预设太阳天顶角, ，为预设观测天顶角, ， 为所述相对方位角，
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为程辐射，为地表反射率， 为大气外层的太阳辐射通量，为太阳照射到地表方向上的大气透过率， 为地表反射到卫星方向上的大气透过率，为大气的半球反照率；基于所述预设参数的参数值合集和第二预设公式，计算出述预设参数的参数值合集对应的预设地表下行太阳辐射通量，其中，所述第二预设公式为，为地表下行太阳辐射通量， 为没有地表作用下的太阳下行辐射通量。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述预设查找表集合，对所述目标查找表进行三维线性插值处理，得到处理后的目标查找表，包括：基于所述实际地理数据，确定出所述预设地理参数的参数值集合中目标参数值，其中，所述目标参数值为与所述实际地理数据相邻的预设地理数据；基于所述目标参数值，构建所述目标查找表；
利用所述目标查找表，对所述实际地理数据进行三维插值处理，得到所述插值处理后的目标查找表。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇翔，周渊，闫建忠，宋毅，王峰，范丽丽，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：