海洋表面温度预测方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种海洋表面温度预测方法、装置、电子设备及存储介质，属于海洋观测技术领域，所述方法包括：基于第一卫星影像数据，确定目标海域在目标空间分辨率下的影像中每个像元的第一观测数据，并基于第二卫星影像数据，确定所述影像中每个像元的第二观测数据；对每个所述像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，确定所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果；所述目标时间分辨率是基于所述第二卫星影像数据的时间分辨率确定的。本发明专利技术可以有效获取高精度、高时空分辨率以及高覆盖度的SST融合产品，很好地满足了海洋资源开发等领域的快速发展需求，极大地提高了SST产品的应用价值。极大地提高了SST产品的应用价值。极大地提高了SST产品的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
海洋表面温度预测方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及海洋观测
，尤其涉及一种海洋表面温度预测方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]海洋表面温度(Sea Surface Temperature，SST)是海洋环流、大气环流、气候等课题的一个十分重要的物理因子。早期对SST的观测主要以船舶和浮标为主，但其不能满足大范围实时监测的需求，而卫星遥感技术具有覆盖度广、分辨率高、长期重复观测等诸多优点已被广泛应用于SST的全球观测。例如，风云三号E星(FY
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3E)极轨气象卫星，通过装载的MERSI
‑
II型探测器采用全部红外通道设置，可获得1km/1day的SST产品，能够满足对海面温度的高空间分辨率监测需求；通过风云四号A星(FY
‑
4A)静止卫星，可以获取4km/1hour的SST产品，能够满足对海面温度变化的持续性观测。
[0003]近年来，随着气候变化监测、海洋资源开发等领域的快速发展，对于海面温度动态高空间分辨率产品数据的需求越来越高，然而，受传感器性能的制约，利用上述单一卫星热红外遥感数据反演到的SST产品难以同时兼顾时间分辨率和空间分辨率，无法满足发展需求，SST产品的应用价值有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种海洋表面温度预测方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中利用单一卫星热红外遥感数据反演到的SST产品难以同时兼顾时间分辨率和空间分辨率，无法满足发展需求，SST产品的应用价值有待提高的缺陷。
[0005]本专利技术提供一种海洋表面温度预测方法，包括：
[0006]基于第一卫星影像数据，确定目标海域在目标空间分辨率下的影像中每个像元的第一观测数据，并基于第二卫星影像数据，确定所述影像中每个像元的第二观测数据；
[0007]其中，所述第一卫星影像数据的空间分辨率比所述第二卫星影像数据的空间分辨率高，所述第二卫星影像数据的时间分辨率比所述第一卫星影像数据的时间分辨率比高；所述目标空间分辨率是基于所述第一卫星影像数据的空间分辨率确定的；
[0008]对每个所述像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，确定所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果；所述目标时间分辨率是基于所述第二卫星影像数据的时间分辨率确定的。
[0009]根据本专利技术提供的一种海洋表面温度预测方法，所述对每个所述像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，确定所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果，包括：
[0010]基于每个所述像元在已有时刻下的第一海面温度和所述已有时刻下的第二海面温度，以及在预测时刻下的第二海面温度进行融合计算，确定每个所述像元在所述预测时刻下的第一海面温度；所述第二观测数据包括所述已有时刻下的第二海面温度和所述预测
时刻下的第二海面温度；所述第一观测数据包括所述已有时刻下的第一海面温度；
[0011]基于每个所述像元在所述预测时刻下的第一海面温度和每个所述像元对应的权重因子进行邻域卷积运算，确定邻域窗口内中心像元在所述预测时刻下的海面温度；所述权重因子用于表征所述邻域窗口内与所述中心像元相邻的像元对所述中心像元的海面温度的贡献程度；
[0012]在所述邻域窗口移动遍历完所述影像中的每个像元的情况下，得到所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果。
[0013]根据本专利技术提供的一种海洋表面温度预测方法，所述权重因子是基于光谱波动性因子、时间波动性因子及空间距离因子确定的；
[0014]其中，所述光谱波动性因子是基于每个所述像元在已有时刻下的第一海面温度和所述已有时刻下的第二海面温度之间的差异值确定的；所述时间波动性因子是基于从每个所述像元的第二观测数据中提取所有所述已有时刻下的海面温度的平均值确定的；所述空间距离因子是基于每个所述像元与其对应的中心像元的距离确定的。
[0015]根据本专利技术提供的一种海洋表面温度预测方法，在所述确定所述影像中每个像元的第二观测数据之后，所述方法还包括：
[0016]按照预设像素尺寸，对所述影像进行划分，得到多个子影像块；
[0017]对每个所述子影像块中的每个像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，得到每个所述子影像块在所述目标时间分辨率下的海面温度预测结果；
[0018]对每个所述子影像块在所述目标时间分辨率下的海面温度预测结果进行合并，得到所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果。
[0019]根据本专利技术提供的一种海洋表面温度预测方法，所述第一卫星影像数据包括第一卫星影像及对应的观测数据；所述基于第一卫星影像数据，确定目标海域在目标空间分辨率下的影像中每个像元的第一观测数据，包括：
[0020]对所述第一卫星影像进行重采样，确定所述目标海域在目标空间分辨率下的影像；
[0021]将所述第一卫星影像对应的观测数据配准到所述影像的像元矩阵中，得到所述影像中每个像元的第一观测数据。
[0022]根据本专利技术提供的一种海洋表面温度预测方法，所述第二卫星影像数据包括海面温度时刻变化量、第二卫星影像及对应的观测数据；所述基于第二卫星影像数据，确定所述影像中每个像元的第二观测数据，包括：
[0023]对所述第二卫星影像进行重采样，确定所述目标海域在目标空间分辨率下的影像；
[0024]将所述第二卫星影像对应的观测数据配准到所述影像的像元矩阵中，确定所述像元矩阵中每个像元对应的已有时刻的观测数据；
[0025]基于所述海面温度时刻变化量和所述像元矩阵中每个像元对应的已有时刻的观测数据进行数据拟合，确定所述像元矩阵中每个像元对应的预测时刻的观测数据；
[0026]根据每个所述像元对应的已有时刻的观测数据和每个所述像元对应的预测时刻的观测数据，得到所述影像中每个像元的第二观测数据。
[0027]根据本专利技术提供的一种海洋表面温度预测方法，在所述对每个所述像元的第一观
测数据和第二观测数据进行融合分析，确定所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果之后，所述方法还包括：
[0028]按照预设海面温度分级渲染标准，基于所述目标海域在所述目标空间分辨率和所述目标时间分辨率下的海面温度预测结果，生成所述目标海域在目标时空分辨率下的海面温度预测图；所述时空分辨率是基于所述目标空间分辨率和所述目标时间分辨率确定的。
[0029]本专利技术还提供一种海洋表面温度预测装置，包括：
[0030]处理模块，用于基于第一卫星影像数据，确定目标海域在目标空间分辨率下的影像中每个像元的第一观测数据，并基于第二卫星影像数据，确定所述影像中每个像元的第二观测数据；
[0031]其中，所述第一卫星影像数据的空间分辨率比所述第二卫星影像数据的空间分辨率高，所述第二卫星影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋表面温度预测方法，其特征在于，包括：基于第一卫星影像数据，确定目标海域在目标空间分辨率下的影像中每个像元的第一观测数据，并基于第二卫星影像数据，确定所述影像中每个像元的第二观测数据；其中，所述第一卫星影像数据的空间分辨率比所述第二卫星影像数据的空间分辨率高，所述第二卫星影像数据的时间分辨率比所述第一卫星影像数据的时间分辨率比高；所述目标空间分辨率是基于所述第一卫星影像数据的空间分辨率确定的；对每个所述像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，确定所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果；所述目标时间分辨率是基于所述第二卫星影像数据的时间分辨率确定的。2.根据权利要求1所述的海洋表面温度预测方法，其特征在于，所述对每个所述像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，确定所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果，包括：基于每个所述像元在已有时刻下的第一海面温度和所述已有时刻下的第二海面温度，以及在预测时刻下的第二海面温度进行融合计算，确定每个所述像元在所述预测时刻下的第一海面温度；所述第二观测数据包括所述已有时刻下的第二海面温度和所述预测时刻下的第二海面温度；所述第一观测数据包括所述已有时刻下的第一海面温度；基于每个所述像元在所述预测时刻下的第一海面温度和每个所述像元对应的权重因子进行邻域卷积运算，确定邻域窗口内中心像元在所述预测时刻下的海面温度；所述权重因子用于表征所述邻域窗口内与所述中心像元相邻的像元对所述中心像元的海面温度的贡献程度；在所述邻域窗口移动遍历完所述影像中的每个像元的情况下，得到所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果。3.根据权利要求2所述的海洋表面温度预测方法，其特征在于，所述权重因子是基于光谱波动性因子、时间波动性因子及空间距离因子确定的；其中，所述光谱波动性因子是基于每个所述像元在已有时刻下的第一海面温度和所述已有时刻下的第二海面温度之间的差异值确定的；所述时间波动性因子是基于从每个所述像元的第二观测数据中提取所有所述已有时刻下的海面温度的平均值确定的；所述空间距离因子是基于每个所述像元与其对应的中心像元的距离确定的。4.根据权利要求1所述的海洋表面温度预测方法，其特征在于，在所述确定所述影像中每个像元的第二观测数据之后，所述方法还包括：按照预设像素尺寸，对所述影像进行划分，得到多个子影像块；对每个所述子影像块中的每个像元的第一观测数据和第二观测数据进行融合分析，得到每个所述子影像块在所述目标时间分辨率下的海面温度预测结果；对每个所述子影像块在所述目标时间分辨率下的海面温度预测结果进行合并，得到所述目标海域在所述目标空间分辨率和目标时间分辨率下的海面温度预测结果。5.根据权利要求1
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4任一项所述的海洋表面温度预测方法，其特征在于，所述第一卫星影像数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正强，张灏，光洁，张罗，梁明珺，吕阳，樊程，张源奔，白云鹏，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：