[发明专利]一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法

说明书

本发明涉及一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法，依次包括以下步骤：步骤S1、定量反演计算CH₄柱浓度；步骤S2、使用定量反演得到的CH₄柱浓度校正模式模拟的CH₄柱浓度的方法，并根据模式中的垂直分层信息，估算近地表CH₄柱浓度；步骤S3、从历史清单数据中提取牧场CH₄排放量；步骤S4、基于历史多源数据，训练CH₄排放模型，输入更新的遥感、模式数据，估算新的CH₄排放量。本发明一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法，对历史的CH₄排放清单数据进行时间上的外推，同时耦合了模式模拟结果和实时的卫星观测反演结果，既保留了清单数据的本底值精准性，又引入了卫星数据的时效性，以及模式数据的高时空覆盖性。

技术领域

本发明涉及定量遥感和数据融合相关技术领域，尤其涉及一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法。

背景技术

及时有效地计算出CH₄的排放量，是本项专利攻克的主要问题。

目前，与CH₄气体相关的数据主要分为3种，第一种是通过历史统计调查自下而上计算出来的CH₄排放清单数据，第二种是利用遥感观测数据结合定量遥感反演算法自上而下计算得出的CH₄浓度数据，第三种是根据大气物理、化学模式，耦合历史的排放清单数据模拟预测得到的CH₄浓度数据。

这三种数据各有优缺点，其中：清单数据直接是排量数据，而遥感反演和模式模拟出的都是浓度数据，需要进一步的计算才能得出排放量；从数据准确度比较，清单数据精度最高，遥感次之，模式最差；从时空性分析，模式时空性最好，清单空间全覆盖但时效性很差，遥感时效性中等但空间上存在缺失。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多源数据融合下的牧场甲烷排放量估算方法，依次包括以下步骤：

步骤S1、定量反演计算CH₄柱浓度；

步骤S2、使用定量反演得到的CH₄柱浓度校正模式模拟的CH₄柱浓度的方法，并根据模式中的垂直分层信息，估算近地表CH₄柱浓度；

步骤S3、从历史清单数据中提取牧场CH₄排放量；

步骤S4、基于历史多源数据，训练CH₄排放模型，输入更新的遥感、模式数据，估算新的CH₄排放量。

作为本发明的进一步改进，步骤S1依次包括以下步骤：

步骤S11、云参数反演：依据477 nm波段的O2-O2吸收带云参数反演算法进行云量估算，该算法假设云为不透明的朗伯反射表面，考虑大气的偏振效应和大气廓线的影响，基于高光谱分辨率大气辐射传输模型在紫外—可见光波段的天顶反照率构建关于观测角度、地表反射率、云量、云压要素的云高和云量查找表，利用云量查找表和卫星实际观测差分反演获得的O2-O2总量及其他参数，获得卫星实际观测处的云量信息；

步骤S12、CH₄斜柱总量反演：根据光谱定标方程，对原始的光谱数据进行定标，基于差分光学吸收光谱法DOAS算法，利用近红外1200～1400nm窗口的卫星天顶高光谱探测量，获得太阳辐射以及反射到卫星传感器的对地观测辐射来反演整个光路的CH₄斜柱总量；