[发明专利]高光谱卫星数据反演氧化亚氮廓线的通道选取方法及装置

权利要求书

1.一种高光谱卫星数据反演氧化亚氮廓线的通道选取方法，其特征在于，包括：

S1、根据所述高光谱卫星数据在氧化亚氮υ1吸收带随气体浓度变化时亮温的第一变化幅度、所述高光谱卫星数据在氧化亚氮υ3吸收带随气体浓度变化时亮温的第二变化幅度，获取敏感光谱区间对应的敏感通道集；

S2、根据所述氧化亚氮υ1吸收带的气体透过率、所述氧化亚氮υ3吸收带的气体透过率和大气红外探测仪的观测噪声，从所述敏感通道集中的通道进行选择，获得优化通道集；

S3、根据所述优化通道集中每一通道的权重函数和所述每一通道的权重函数的峰值，从所述优化通道集中选取若干个通道，获得反演通道集，所述反演通道集中每个通道的权重函数的峰值对应的高度不同；

所述敏感光谱区间包括所述氧化亚氮υ1吸收带的第一敏感光谱区间和所述氧化亚氮υ3吸收带的第二敏感光谱区间；

相应地，所述敏感通道集包括第一敏感通道集和第二敏感通道集，所述第一敏感通道集对应所述第一敏感光谱区间，所述第二敏感通道集对应所述第二敏感光谱区间；

步骤S1具体包括：

S11、当水汽浓度增加10％、氧化亚氮浓度增加2％和甲烷浓度增加2％时，获得所述氧化亚氮υ1吸收带在第一区间亮温的第一变化幅度，当二氧化碳浓度增加2％、一氧化碳浓度增加2％和氧化亚氮浓度增加2％时，获得所述氧化亚氮υ3吸收带在第二区间亮温的第二变化幅度，所述第一区间为1360cm^-1～1220cm^-1，所述第二区间为2260cm^-1～2180cm^-1；

S12、将所述第一变化幅度最大对应的光谱区间作为所述第一敏感光谱区间，相应地，获得所述第一敏感通道集，将所述第二变化幅度最大对应的光谱区间作为所述第二敏感光谱区间，相应地，获得所述第二敏感通道集。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S2中，所述氧化亚氮υ1吸收带的气体透过率具体包括所述氧化亚氮υ1吸收带在所述第一区间的水汽透过率、甲烷透过率和氧化亚氮透过率，所述氧化亚氮υ3吸收带的气体透过率具体包括所述氧化亚氮υ3吸收带在所述第二区间的一氧化碳透过率、二氧化碳透过率和氧化亚氮透过率。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述优化通道集包括第一优化通道集和第二优化通道集，相应地，步骤S2中具体包括：

根据所述氧化亚氮υ1吸收带在所述第一区间的水汽透过率、甲烷透过率、氧化亚氮透过率和所述大气红外探测仪在所述第一区间的观测噪声，从所述第一敏感通道集中进行选择，获得所述第一优化通道集；

根据所述氧化亚氮υ3吸收带在所述第二区间的一氧化碳透过率、二氧化碳透过率、氧化亚氮透过率和所述大气红外探测仪在所述第二区间的观测噪声，从所述第二敏感通道集中进行选择，获得所述第二优化通道集。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3中所述权重函数为大气温度廓线和大气氧化亚氮透过率廓线的卷积。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3之前还包括：根据所述高光谱卫星数据，基于通用辐射传输模型CRTM，获取所述优化通道集中每一通道的权重函数。

6.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述反演通道集包括第一反演通道集和第二反演通道集，相应地，步骤S3具体包括：

S31、获取所述氧化亚氮υ1吸收带的所述第一优化通道集中每一通道的权重函数和所述氧化亚氮υ3吸收带的所述第二优化通道集中每一通道的权重函数；

S32、对于所述第一优化通道集中每一通道的权重函数，选取第一预设数值个权重函数，所述第一预设数值个权重函数峰值对应的高度相同，根据所述第一预设数值个权重函数中峰值最大的权重函数对应的通道，获得所述第一反演通道集，对于所述第二优化通道集中每一通道的权重函数，选取所述每一通道的权重函数中峰值最大的第二预设数值个权重函数，根据所述第二预设数值个权重函数对应的通道，获得所述第二反演通道集。

7.一种高光谱卫星数据反演氧化亚氮廓线反演通道选取装置，其特征在于，包括：

敏感模块，用于根据所述高光谱卫星数据在氧化亚氮υ1吸收带随气体浓度变化时亮温的第一变化幅度、所述高光谱卫星数据在氧化亚氮υ3吸收带随气体浓度变化时亮温的第二变化幅度，获取敏感光谱区间对应的敏感通道集；

优化模块，用于根据所述氧化亚氮υ1吸收带的气体透过率、所述氧化亚氮υ3吸收带的气体透过率和大气红外探测仪的观测噪声，从所述敏感通道集中选取优化通道集；

反演模块，用于根据所述优化通道集中每一通道的权重函数和所述每一通道的权重函数的峰值，从所述优化通道集中选取若干个通道，获得反演通道集，所述反演通道集中每个通道的权重函数的峰值对应的高度不同；

所述敏感光谱区间包括所述氧化亚氮υ1吸收带的第一敏感光谱区间和所述氧化亚氮υ3吸收带的第二敏感光谱区间；

相应地，所述敏感通道集包括第一敏感通道集和第二敏感通道集，所述第一敏感通道集对应所述第一敏感光谱区间，所述第二敏感通道集对应所述第二敏感光谱区间；

所述敏感模块具体包括：

当水汽浓度增加10％、氧化亚氮浓度增加2％和甲烷浓度增加2％时，获得所述氧化亚氮υ1吸收带在第一区间亮温的第一变化幅度，当二氧化碳浓度增加2％、一氧化碳浓度增加2％和氧化亚氮浓度增加2％时，获得所述氧化亚氮υ3吸收带在第二区间亮温的第二变化幅度，所述第一区间为1360cm^-1～1220cm^-1，所述第二区间为2260cm^-1～2180cm^-1；

将所述第一变化幅度最大对应的光谱区间作为所述第一敏感光谱区间，相应地，获得所述第一敏感通道集，将所述第二变化幅度最大对应的光谱区间作为所述第二敏感光谱区间，相应地，获得所述第二敏感通道集。