[发明专利]一种卫星气体数据补全方法和系统

说明书

本公开涉及气体测量领域，具体而言涉及一种卫星气体数据补全方法和系统。所述方法包括：获取第一卫星的与地理坐标对应的第一气体信息，获取第二卫星的与地理坐标对应的第二气体信息；根据所述第一卫星的地理坐标和第二卫星的地理坐标匹配所述第一气体信息和第二气体信息，同时匹配相应的气象因子、地形以及植被等数据从而获得数据集；根据所述数据集训练机器学习模型，从而获得由第二气体信息得到补全的第一气体信息的卫星数据模型；所述根据预定位置的第二气体信息，使用所述数据模型补全该位置的第一气体信息。本公开能够补全监测缺失区域的气体浓度的同时保证其准确度。

技术领域

本公开涉及气体测量领域，具体而言涉及一种卫星气体数据补全方法和系统。

背景技术

当前常见卫星例如温室气体观测卫星GOSAT、轨道碳观测卫星OCO-2以及OCO-3等监测CO₂浓度幅宽只有十几公里，不能够很好地覆盖较大空间范围。当前主流方法主要采用空间插值方法直接对原始CO₂浓度数据进行插值，如克里金插值、反距离加权插值等传统方法。但是这些传统方法最终得到的结果空间分辨率较低，不适用于小区域的业务需求。此外，所述传统方法并没有考虑卫星过境时的气象场条件以及与CO₂相关的污染气体情况，使得得到的数据精度较低。

发明内容

本公开正是基于现有技术的上述需求而提出的，本公开要解决的技术问题是提供一种卫星气体数据补全方法和系统能够补全监测缺失区域的气体浓度的同时保证其准确度。

为了解决上述问题，本公开提供的技术方案包括：

提供了一种卫星气体数据补全方法，包括：预设区域，包括数据采集区和数据缺乏区；所述方法用于通过数据采集区的数据来补全数据缺乏区的数据；通过第一卫星获取所述数据采集区的第一气体信息；所述第一气体信息包括第一浓度数据和第一坐标信息；通过第二卫星获取所述数据采集区的第二气体信息；所述第二气体信息包括第二浓度数据和第二坐标信息；获取所述数据采集区的气象数据；通过第三卫星获取所述数据采集区的数字高程模型数据；根据所述第一坐标信息和所述第二坐标信息进行时空匹配，获取所述数据采集区的数据集；根据所述数据集构建数据模型，所述数据模型至少基于所述第二浓度数据、所述气象数据和所述数字高程模型数据获得所述第一浓度数据。

将相同地理坐标的第一气体信息和第二气体信息建立相关联系以通过数据集训练机器学习模型以补全部分缺失的第一气体信息。同时将过境时的气象场条件纳入考虑以获得精确度更高第一气体信息。

优选的，所述第一气体包括CO₂，所述第二气体包括NO₂和CO；所述预设区域划分为多个栅格，所述数据集包括子数据集，每个栅格对应一个子数据集，所述子数据集包括：CO₂浓度、NO₂浓度、CO浓度、经度、纬度、数字高程模型数据、气象数据、儒略日中的至少一项；所述气象数据包括大气相对湿度、大气温度、水平方向风速、垂直方向风速、总风速和大气压强中的至少一项。

通过上述设置将多种影响CO₂浓度的因素纳入考虑以提高预测的精度和准度。