一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法及系统，该方法包括如下步骤：获取FY4A气象卫星陆表温度产品数据，对陆表温度产品数据进行解析读取卫星扫描时刻和扫描的经纬度；查找FY4A气象卫星扫描时刻的经纬度中心点方圆2000M范围内的地面气象观测站的地表温度数据，地表温度数据包括地面温度和草面/雪面温度数据；将陆表温度产品数据与指定时间差内的地表温度数据进行融合匹配对比，判断陆表温度产品数据是否超过预设误差阈值，若超过，则滑动反演订正陆表温度产品数据，形成L3级陆表温度产品数据；若不超过，则直接引用到L3级产品中。本发明专利技术将能够有效的对FY4A气象卫星L2级陆表温度产品进行有效的验证，并对误差超过预设误差阈值(2.5K)时，通过反演订正陆表温度产品数据，形成L3级陆表温度产品数据。形成L3级陆表温度产品数据。形成L3级陆表温度产品数据。

【技术实现步骤摘要】
一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法及系统


[0001]本专利技术涉及气象卫星
，尤其涉及一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法及系统。

技术介绍

[0002]陆表温度是地表能量平衡组分中的一个重要参数，在气候变化、水文学、生物化学、城市热岛效应、生态学等的研究中具有重要意义。同时，监测陆表温度对农业作物适时播种，土壤与农作物水分情况等农业生产生活也具有现实意义。21世纪初期我国气象台站已经实现实时观测陆表温度，但由于受台站分布、地形环境、地表植被、土壤种类等制约，在空间上不连续且具有一定局限性。因此统计陆表温度空间分布多采用误差较大的插值法，此法使得获得大面积高空间分辨率的陆表温度较难。
[0003]近些年以来，随着世界空间遥感技术与大型计算机的迅速发展，为陆表温度的大范围全方位监测提供了连续的产品，如NOAA/AVHRR、FY/MWRI和FY/VIRR、EOS/MODIS 等，其中MODIS LST产品在天气晴朗条件下精度可达1K。而我国在轨运行的FY4A气象卫星陆表温度产品反演精度如何，无从验证，目前缺少一种可广泛使用并操作简单的检验方法。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法及系统，可以有效的检验FY4A气象卫星陆表温度产品，且当对误差超过预设阈值进行反演订正。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，包括如下步骤：
[0007]获取FY4A气象卫星陆表温度产品数据，对陆表温度产品数据进行解析读取卫星扫描时刻和扫描的经纬度；
[0008]查找FY4A气象卫星扫描时刻的经纬度中心点方圆2000M范围内的地面气象观测站的地表温度数据，所述地表温度数据包括地面温度和草面/雪面温度数据；
[0009]将陆表温度产品数据与指定时间差内的地表温度数据进行融合匹配对比，判断陆表温度产品数据是否超过预设误差阈值，若超过，则滑动反演订正陆表温度产品数据，形成L3 级陆表温度产品数据；若不超过，则表示所述陆表温度产品数据符合标准，直接引用到L3 级产品中。
[0010]优选的，还包括如下步骤：对地面气象观测站的地表温度数据进行综合质检，满足综合质检标准的数据用于进行匹配对比。
[0011]优选的，所述综合质检包括气候学界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、空间一致性检查和时间一致性检查。
[0012]优选的，将陆表温度产品数据与指定时间差内的地表温度数据进行融合匹配对比，具体的数据融合公式如下所示：
[0013][0014][0015]式中，ΔT
g
和ΔT
l
为融合计算地面温度和草面/雪面温度差值；LST为t0时刻经纬度是Lat0与Lon0所在行列号上记录的陆表温度值；为t时刻经纬度是Lat与Lon地面气象观测站记录的地面温度加权平均值；为t时刻经纬度是Lat与Lon地面气象观测站记录的草面/雪面温度平均加权值；K0为绝对零常数；(Lon,Lat)是(Lon0,Lat0)点方圆2000M范围内站点，t与t0时间差为
±
30或120秒。
[0016]优选的，所述匹配对比采用降尺度时间匹配原则和降尺度空间匹配原则。
[0017]优选的，所述滑动反演订正陆表温度产品数据，形成L3级陆表温度产品数据，具体包括如下步骤：
[0018]查找FY4A气象卫星扫描时刻的经纬度中心点方圆2000M范围内的地面气象观测站的湿度、天气、云量、辐射相关数据，将地表温度数据以及湿度、天气、云量、辐射相关数据作为真值，通过滑动回归方式调整地表发射率和水汽含量；
[0019]基于调整后的地表发射率和水汽含量，结合反演方法获得L3级陆表温度产品数据。
[0020]优选的，所述反演公式如下所示：
[0021]LST＝T
n
+q1(T
n
‑
T
f
)+q2(T
n
‑
T
f
)2+(q3+q4WV)(1
‑
ε
n
)+(q5+q6WV)Δε+q0[0022]式中，LST为陆表温度产品；T
n
和T
f
分别是垂直和前向观测时的亮度温度；q
k
(k＝0...6) 是与传感器有关的常量参数，由模拟数据拟合回归确定；WV为调整后的水汽含量；ε
n
为调整后的地表发射率；Δε为地表发射率变化量。
[0023]一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的系统，包括：接收单元、查找单元和对比分析单元，其中，
[0024]所述接收单元，用于获取FY4A气象卫星陆表温度产品数据，对陆表温度产品数据进行解析读取卫星扫描时刻和扫描的经纬度；
[0025]所述查找单元，用于查找FY4A气象卫星扫描时刻的经纬度中心点方圆2000M范围内的地面气象观测站的地表温度数据，所述地表温度数据包括地面温度和草面/雪面温度数据；
[0026]所述对比分析单元，用于将陆表温度产品数据与指定时间差内的地表温度数据进行融合匹配对比，判断陆表温度产品数据是否超过预设误差阈值，若超过，则将地表温度数据作为真值，反演订正陆表温度产品形成修订后的陆表温度产品数据；若不超过，则表示所述陆表温度产品数据符合标准。
[0027]优选的，还包括质检单元，用于对地面气象观测站的地表温度数据进行综合质检。
[0028]优选的，所述综合质检包括气候学界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、空间一致性检查和时间一致性检查。
[0029]基于上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够有效的对FY4A气象卫星L2级陆表温度产品进行有效的验证，并对误差超过预设误差阈值(2.5K)时，通过反演订正陆表温度产品数据，形成L3级陆表温度产品数据，获取的L3级陆表温度产品比L2级陆表温度产品误差更小。
附图说明
[0030]图1是一个实施例中一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法流程图；
[0031]图2是一个实施例中成像仪观测任务时间表图；
[0032]图3是一个实施例中一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的系统的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0034]如图1所示，本实施例提供一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，包括如下步骤：
[0035]步骤S110，获取FY4A气象卫星陆表温度产品数据，对陆表温度产品数据进行解析读取卫星扫描时刻和扫描的经纬度。
[0036]本实施例中，通过气象大数据云平台得到最新(或历史)的FY4A气象卫星L2级陆表温度(LST)产品数据，此数据区域可分为全圆盘和中国区域，空间分辨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，其特征在于，包括如下步骤：获取FY4A气象卫星陆表温度产品数据，对陆表温度产品数据进行解析读取卫星扫描时刻和扫描的经纬度；查找FY4A气象卫星扫描时刻的经纬度中心点方圆2000M范围内的地面气象观测站的地表温度数据，所述地表温度数据包括地面温度和草面/雪面温度数据；将陆表温度产品数据与指定时间差内的地表温度数据进行融合匹配对比，判断陆表温度产品数据是否超过预设误差阈值，若超过，则滑动反演订正陆表温度产品数据，形成L3级陆表温度产品数据；若不超过，则表示所述陆表温度产品数据符合标准，直接引用到L3级产品中。2.根据权利要求1所述的一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，其特征在于，还包括如下步骤：对地面气象观测站的地表温度数据进行综合质检，满足综合质检标准的数据用于进行匹配对比。3.根据权利要求1所述的一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，其特征在于，所述综合质检包括气候学界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、空间一致性检查和时间一致性检查。4.根据权利要求1所述的一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，其特征在于，将陆表温度产品数据与指定时间差内的地表温度数据进行融合匹配对比，具体的数据融合公式如下所示：式如下所示：式中，ΔT
g
和ΔT
l
为融合计算地面温度和草面/雪面温度差值；LST为t0时刻经纬度是Lat0与Lon0所在行列号上记录的陆表温度值；为t时刻经纬度是Lat与Lon地面气象观测站记录的地面温度加权平均值；为t时刻经纬度是Lat与Lon地面气象观测站记录的草面/雪面温度平均加权值；K0为绝对零常数；(Lon,Lat)是(Lon0,Lat0)点方圆2000M范围内站点，t与t0时间差为
±
30或120秒。5.根据权利要求1所述的一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，其特征在于，所述匹配对比采用降尺度时间匹配原则和降尺度空间匹配原则。6.根据权利要求1所述的一种检验FY4A气象卫星陆表温度产品的方法，其特征在于，所述滑动反演订正陆表温度产品数据，形成L3级陆表温度产品数据，具体包括如下步骤：查找FY4A气象卫星扫描时刻的经纬度中心点方圆2000M范围内的地面气象观测站的湿度、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，邵长亮，刘梦琪，
申请(专利权)人：秦皇岛市气象局，
类型：发明
国别省市：