[发明专利]一种多源微波遥感海面风场数据融合方法及其装置

说明书

本发明公开了一种多源微波遥感海面风场数据融合方法及装置，针对现有基于散射计生成的海面风场产品覆盖范围广但空间分辨率较低的技术问题，本方法首先在尽量保持精度的前提下通过面到点克里金插值降尺度来提高其分辨率，然后利用地理差异分析法来融合SAR反演高分辨率风场与降尺度风场，从而实现插值误差校正，生成高分辨率、高精度海面风场产品，弥补已有海风产品空间分辨率不足的缺陷。

技术领域

本发明涉及定量遥感数据反演领域，具体涉及一种多源微波遥感海面风场数据融合方法及其装置。

背景技术

微波散射计和辐射计能够有效获取全球海面风场信息，广泛用于海洋风场、海浪场、天气预报及海洋与大气研究，但空间分辨率较低，为25～50km，无法监测海面风中小尺度波动及估算近岸50km范围风场。高度计仅能进行天底点测量，有着沿轨道7km的分辨率，但缺少海面风向信息，且扫幅很窄。与上述主被动微波传感器相比，合成孔径雷达(SyntheticAperture Radar，SAR)的优点在于空间分辨率较高，并且能够提供沿海岸地区风场的细节信息。单一的微波遥感卫星在某个区域过境的次数最多为一天两次，为了提高风场业务化预报的准确度，需要高时空分辨率的风场产品，有必要进行多源海面风场的融合研究。常用的融合算法有反距离加权法、逐步订正法、克里金插值法、最优插值法和时空权重插值法等。

目前常用的微波遥感海面风场产品大部分都是通过微波散射计测量的后向散射系数反演得到，其优势在于能够覆盖全球大部分海洋区域，并且在同一区域的观测时间间隔较短。但是空间分辨率较低、单一散射计轨道覆盖范围缺失仍限制了散射计风场产品在气象预报、海流模拟等实际场景的应用。于是诸多学者关注于多源散射计海面风场产品的数据融合研究，但是融合数据空间分辨率与原始散射计数据基本保持一致，一般在25km左右，仍然不够精细。并且在融合过程中对不同来源遥感数据的尺度差异表达不足，影响数据融合精度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一旨在提供一种多源微波遥感海面风场数据融合方法，以生成高精度、高分辨率的海面风场数据。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多源微波遥感海面风场数据融合方法，所述方法包括

获取SAR影像，并对SAR影像进行数据预处理，SAR影像预处理完成后，进行海面风场反演，获得SAR反演海面风场数据；

获取原始CCMP海面风场数据，并对原始CCMP海面风场数据进行空间降尺度处理，获得降尺度未校正的CCMP海面风场数据；

采用地理差异分析法对SAR反演海面风场数据和降尺度未校正的CCMP海面风场数据进行融合，获得海面风场融合数据。

所述采用地理差异分析法对SAR反演海面风场数据和降尺度未校正的海面风场数据进行融合，获得海面风场融合数据，具体包括：

首先对SAR反演海面风场数据和降尺度未校正的海面风场数据两种风场数据进行时空匹配，以降尺度未校正的CCMP海面风场数据格网为基准，SAR反演海面风场数据通过双线性插值重采样到CCMP海面风场数据格网；

然后对CCMP海面风场数据格网上的SAR反演海面风场数据和降尺度未校正的CCMP海面风场数据进行差异分析，得到相应的降尺度误差，进而通过距离反比插值得到研究区域上连续分布的CCMP海面风场降尺度误差分布；

将连续分布的CCMP海面风场降尺度误差分布与降尺度未校正的CCMP海面风场数据相加进行误差校正，从而得到最终的海面风场融合数据。

所述获取原始CCMP海面风场数据，并对原始CCMP海面风场数据进行空间降尺度处理，获得降尺度未校正的CCMP海面风场数据，具体包括：

首先利用原始CCMP海面风场数据计算海风区域化变量在低分辨率面尺度上的先验变异函数值；