[发明专利]二氧化碳浓度反演优化方法及系统

说明书

本发明提供一种二氧化碳浓度反演优化方法，包括以下步骤：步骤1：获得来自温室气体探测仪和云检测及气溶胶探测仪的数据，并利用CAPI L2级云检测产品和气溶胶产品剔除HS二氧化碳L1B数据中有云像元，筛选出可用于反演二氧化碳浓度的像元；步骤2：针对不同碳卫星观测模式，筛选不同地表类型的像元数据进行反演；步骤3：将筛选出来的可用来反演二氧化碳浓度的像元平均分配给多个计算节点进行反演；步骤4：单个计算节点利用多进程并行技术启动若干子进程同时进行二氧化碳浓度的反演，并将反演结果写入Redis内存数据库；步骤5：读取Redis内存数据库中反演结果，生成二氧化碳反演产品文件和浏览图。

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳浓度反演优化方法及系统。

背景技术

温室气体浓度的变化对于预测未来气候变化至关重要，因此全球二氧化碳浓度的时空变化一直是研究的热点和难点。在中国发射的全球二氧化碳监测科学实验卫星(简称碳卫星)上搭载了高光谱温室气体探测仪(HS二氧化碳)、云&气溶胶探测仪(CAPI)两个重要载荷。卫星数据传输至地面数据接收系统，经产品生成系统对数据的处理，生成二氧化碳反演产品，从而实现对二氧化碳浓度的实时监测。

碳卫星二氧化碳反演与产品生成方法采用全物理迭代反演算法获取二氧化碳的时空分布，该算法在反演过程中需要模拟辐射传输的物理过程，全面考虑水汽、温度、云、气溶胶等大气和地表参数的影响因素，通常非常复杂。高光谱反演数据量大，利用物理迭代算法完成二氧化碳浓度的反演时间长，因此利用传统的串行计算、单计算机节点多线程并行方式很难满足实时的业务化运行需求。

本发明针对全物理迭代算法反演二氧化碳浓度的时效性很低，难以满足实时业务化运行需求的问题，提出一种并行计算优化方法。

发明内容

针对全物理迭代算法反演二氧化碳浓度时效性较低的问题，本发明提供一种二氧化碳浓度反演优化方法及系统，解决二氧化碳反演速度慢、时效性很低的问题，实现对二氧化碳浓度的实时监测。

本发明通过以下技术方案实现。

(1)一种二氧化碳浓度反演优化方法，包括以下步骤：

步骤1：获得来自温室气体探测仪和云检测及气溶胶探测仪的数据，并利用CAPIL2级云检测产品和气溶胶产品剔除HS二氧化碳L1B数据中有云像元，筛选出可用于反演二氧化碳浓度的像元；

步骤2：针对不同碳卫星观测模式，筛选不同地表类型的像元数据进行反演；

步骤3：将筛选出来的可用来反演二氧化碳浓度的像元平均分配给多个计算节点进行反演；

步骤4：单个计算节点利用多进程并行技术启动若干子进程同时进行二氧化碳浓度的反演，并将反演结果写入Redis内存数据库；

步骤5：读取Redis内存数据库中反演结果，生成二氧化碳反演产品文件和浏览图。

(2)在上述(1)所述的二氧化碳浓度反演优化方法中，

所述步骤1包括：

步骤11：解析COSS调度参数，读取HS二氧化碳L1B文件，并根据观测时间自动匹配与之对应的CAPI L2级云检测和气溶胶产品；和

步骤12：利用CAPI L2级产品筛选出HS二氧化碳L1B数据中可反演二氧化碳浓度的像元。

(3)在上述(2)所述的二氧化碳浓度反演优化方法中，

所述步骤2包括：

步骤21：解析HS二氧化碳L1B数据观测模式，并读取每个像元的海陆掩码标识；

步骤22：耀斑观测模式下，剔除对地观测数据；