[发明专利]极轨卫星监测气溶胶光学厚度的数据融合方法及系统

说明书

本发明公开了一种极轨卫星监测气溶胶光学厚度的数据融合方法及系统，该方法包括：将观测区域划分为多个网格，获取每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值；收集每一颗卫星过境时，每一个地面观测点记录的气溶胶光学厚度的地面观测值；根据地面观测点的位置以及气溶胶光学厚度的地面观测值，以及每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值，计算每颗卫星在网格点上的气溶胶光学厚度的修正值，以及每颗卫星的权重；根据权重，综合计算每个网格的所有卫星的气溶胶光学厚度的修正值，得到气溶胶光学厚度。本发明将地面观测信息加入到卫星观测信息中，提升了污染的监测精度，提高了污染物广域监测中卫星信息的利用率，计算流程清晰，实用性强。

技术领域

本发明涉及雾霾监测技术领域，尤其涉及一种极轨卫星监测气溶胶光学厚度的数据融合方法及系统。

背景技术

随着工业化发展、城市化扩张，导致中国中东部地区大气雾霾频发，严重时造成飞机停飞、学校放假等，影响了人们正常生产生活和健康安全。研究表明，造成持续性雾霾的主要原因之一是污染物排放增多，而工业生产则为主要排放源。

环保部门通常利用地面观测点进行污染的监测，但由于站点分布稀疏，无法覆盖整个区域，导致监测不全面。随着卫星遥感技术的发展，开展卫星监测污染物成为了主要手段，特别是极轨卫星由于轨道低，可开展高分辨的污染物监测。其中卫星监测的关键污染指标为气溶胶光学厚度。

然而，由于极轨卫星过境轨道不同导致主要覆盖区域不一样，时间不同无法全天候监测雾霾，因此为了得到整个区域雾霾分布，有必要开展多种卫星监测气溶胶光学厚度数据的融合，全面了解气溶胶光学厚度的空间分布特征，为有针对性的开展电网环保调度提供科学依据。

发明内容

本发明提供一种极轨卫星监测气溶胶光学厚度的数据融合方法及系统，以解决极轨卫星由于过境轨道不同无法进行全天候雾霾监测的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种极轨卫星监测气溶胶光学厚度的数据融合方法，包括以下步骤：

将观测区域划分为多个网格，获取每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值；

收集每一颗卫星过境时，每一个地面观测点记录的气溶胶光学厚度的地面观测值；

根据地面观测点的位置以及气溶胶光学厚度的地面观测值，以及每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值，计算每颗卫星在网格点上的气溶胶光学厚度的修正值，以及每颗卫星的权重；

根据权重，综合计算每个网格的所有卫星的气溶胶光学厚度的修正值，得到网格气溶胶光学厚度的融合值。

优选地，根据地面观测点的位置以及气溶胶光学厚度的地面观测值，以及每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值，计算每颗卫星的权重，包括以下步骤：

将卫星的每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值，插值到地面观测点的位置上，得到地面观测点的气溶胶光学厚度的计算值；

根据网格点的气溶胶光学厚度的卫星监测值和地面观测点的气溶胶光学厚度的计算值，计算每颗卫星的卫星监测值和计算值的平均绝对偏差；

根据平均绝对偏差，计算每颗卫星在网格点上的气溶胶光学厚度的修正值，以及每颗卫星的权重。

优选地，将卫星的每个网格的气溶胶光学厚度的卫星监测值，插值到地面观测点的位置上，通过如下情况之一，得到地面观测点的气溶胶光学厚度的计算值：

当地面观测点的位置在卫星有观测的网格点上，则取网格点的气溶胶光学厚度的卫星监测值作为计算值；

当地面观测点的位置在卫星有观测值区域的网格线上时，利用同一条线上相邻的两个点进行线性插值，将线性插值结果作为计算值；