多源卫星海面风场数据融合方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及微波遥感，尤其是涉及一种多源卫星海面风场数据融合方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、海面风场作为海洋最重要的参数之一，得到了广泛的应用和研究，对海面风场的精度也提出了越来越高的要求。目前海面风场的观测数据主要有现场测量和卫星遥感观测两种，现场测量的风场数据空间分布不均匀、数据量有限、观测成本高；基于遥感探测海面风场数据可以提供大面积、同时间的测量，但是数据源比较单一，并且获取全球海面风场的时间较长，不能满足更精确的科学研究和应用。因此研究如何对多源卫星观测数据进行融合处理，充分利用多源卫星海面风场产品优势，获得高时空覆盖率的融合风场产品具有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多源卫星海面风场数据融合方法、装置、设备及介质，可以利用多源卫星海面风场数据得到高精度、高时空分辨率的海面风场融合产品。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种多源卫星海面风场数据融合方法，包括：

3、获取研究区域的多源卫星海面风场数据、浮标站点实地观测数据、再分析海面风场数据和降雨率数据；

4、根据所述浮标站点实地观测数据，对所述多源卫星海面风场数据进行初步筛选，得到初筛后多源卫星海面风场数据；

5、在不同条件下，根据所述浮标站点实地观测数据、所述再分析海面风场数据和所述降雨率数据，对所述初筛后多源卫星海面风场数据进行时空匹配和二次筛选，得到待融合匹配网格数据集；

6、确定所述待融合匹配网格数据集对应的时空权重，以基于所述时空权重对所述待融合匹配网格数据集进行数据融合，得到所述研究区域对应的海面风场融合产品。

7、在一种实施方式中，根据所述浮标站点实地观测数据，对所述多源卫星海面风场数据进行初步筛选，得到初筛后多源卫星海面风场数据的步骤，包括：

8、对所述多源卫星海面风场数据和所述浮标站点实地观测数据进行时空匹配；

9、利用与所述多源卫星海面风场数据存在时空匹配关系的所述浮标站点实地观测数据，分别确定所述多源卫星海面风场数据对应的第一评估指标；其中，所述第一评估指标包括误差均值、均方根误差和相关系数中的一种或多种；

10、基于所述第一评估指标对所述多源卫星海面风场数据进行初步筛选，得到初筛后多源卫星海面风场数据。

11、在一种实施方式中，在不同条件下，根据所述浮标站点实地观测数据、所述再分析海面风场数据和所述降雨率数据，对所述初筛后多源卫星海面风场数据进行时空匹配和二次筛选，得到待融合匹配网格数据集的步骤，包括：

12、根据预设时空窗口，对所述再分析海面风场数据和所述初筛后多源卫星海面风场数据进行网格化处理，得到初始网格数据集；

13、对于所述初始网格数据集中的每个网格单元，基于该网格单元对应的所述初筛后多源卫星海面风场数据的平均值，确定该网格单元对应的风速属性信息；以及根据所述降雨率数据确定该网格单元对应的降雨属性信息；

14、基于所述风速属性信息和所述降雨属性信息确定该网格单元对应的条件，并在该条件下根据浮标站点实地观测数据对该网格单元对应的所述初筛后多源卫星海面风场数据进行二次筛选，得到待融合匹配网格数据集；其中，所述待融合匹配网格数据集包括每个网格单元对应的二筛后多源卫星海面风场数据。

15、在一种实施方式中，基于所述风速属性信息和所述降雨属性信息确定该网格单元对应的条件，并在该条件下根据浮标站点实地观测数据对该网格单元对应的所述初筛后多源卫星海面风场数据进行二次筛选，得到待融合匹配网格数据集的步骤，包括：

16、根据所述风速属性信息确定该网格单元对应的风速条件；以及，根据所述降雨属性信息确定该网格单元对应的晴空降雨条件；其中，所述风速条件包括低风速段条件、中风速段条件或高风速段条件；

17、根据所述浮标站点实地观测数据确定该网格单元对应的第二评估指标；

18、在所述风速条件和所述晴空降雨条件下，根据所述第二评估指标对该网格单元对应的所述初筛后多源卫星海面风场数据进行二次筛选，得到待融合匹配网格数据集。

19、在一种实施方式中，确定所述待融合匹配网格数据集对应的时空权重的步骤，包括：

20、对于所述待融合匹配网格数据集中的每个网格单元，确定该网格单元中的目标格点；

21、根据预设的空间影响半径、时间影响半径、所述目标格点的时空坐标、该网格单元中每个格点的时空坐标，确定该网格单元中每个格点对应的时空权重。

22、在一种实施方式中，基于所述时空权重对所述待融合匹配网格数据集进行数据融合，得到所述研究区域对应的海面风场融合产品的步骤，包括：

23、基于该网格单元中所述格点对应的二筛后多源卫星海面风场数据或所述再分析海面风场数据，确定该网格单元中所述格点对应的经向风场分量和纬向风场分量；

24、根据所述格点对应的所述时空权重，对该网格单元中所述格点对应的经向风场分量进行数据融合，得到该网格单元对应的融合后经向风场分量；以及，基于所述格点对应的所述时空权重，对该网格单元中所述格点对应的纬向风场分量进行数据融合，得到该网格单元对应的融合后纬向风场分量；

25、将所述融合后经向风场分量和所述融合后纬向风场分量转换为该网格单元对应的海面风场融合产品。

26、在一种实施方式中，基于该网格单元中所述格点对应的二筛后多源卫星海面风场数据或所述再分析海面风场数据，确定该网格单元中所述格点对应的经向风场分量和纬向风场分量的步骤，包括：

27、判断该网格单元中的格点是否对应有二筛后多源卫星海面风场数据；

28、如果是，则将所述格点对应的所述二筛后多源卫星海面风场数据转换为经向风场分量和纬向风场分量；

29、如果否，则将所述格点对应的所述再分析海面风场数据转换为经向风场分量和纬向风场分量。

30、第二方面，本发明实施例还提供一种多源卫星海面风场数据融合装置，包括：

31、数据获取模块，用于获取研究区域的多源卫星海面风场数据、浮标站点实地观测数据、再分析海面风场数据和降雨率数据；

32、初步筛选模块，用于根据所述浮标站点实地观测数据，对所述多源卫星海面风场数据进行初步筛选，得到初筛后多源卫星海面风场数据；

33、二次筛选模块，用于在不同条件下，根据所述浮标站点实地观测数据、所述再分析海面风场数据和所述降雨率数据，对所述初筛后多源卫星海面风场数据进行时空匹配和二次筛选，得到待融合匹配网格数据集；

34、数据融合模块，用于确定所述待融合匹配网格数据集对应的时空权重，以基于所述时空权重对所述待融合匹配网格数据集进行数据融合，得到所述研究区域对应的海面风场融合产品。

35、第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。

36、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项所述的方法。

37、本发明实施例提供的一种多源卫星海面风场数据融合方法、装置、设备及介质，首先获取研究区域的多源卫星海面风场数据、浮标站点实地观测数据、再分析海面风场数据和降雨率数据；然后根据浮标站点实地观测数据，对多源卫星海面风场数据进行初步筛选，得到初筛后多源卫星海面风场数据；再在不同条件下，根据浮标站点实地观测数据、再分析海面风场数据和降雨率数据，对初筛后多源卫星海面风场数据进行二次筛选，得到待融合匹配网格数据集；最后确定待融合匹配网格数据集对应的时空权重，以基于时空权重对待融合匹配网格数据集进行数据融合，得到研究区域对应的海面风场融合产品。本发明实施例利用浮标站点实地观测数据、再分析海面风场数据和降雨率数据，对多源卫星海面风场数据进行风场数据融合，实现多源卫星的优势互补，并对多源卫星海面风场数据进行初步筛选和二次筛选，最后利用时空权重实现数据融合，得到覆盖范围宽、风场精度高的海面风场融合产品，本发明实施例具有算法简单、易于程序实现、现有资源丰富、数据获取容易、可用在海上的多种场景等优势，实现海面风场融合产品的融合。

38、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

39、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。