[发明专利]一种基于散射计数据的北极多年冰密集度反演方法

说明书

本发明涉及一种基于散射计数据的北极多年冰密集度反演方法。对ASCAT散射计获取的后向散射系数数据进行转换和掩膜，去掉陆地区域的数据，利用反演公式获取多年冰密集度数据，利用NSIDC海冰密集度和QuikSCAT海冰年龄数据对反演结果进行后处理，消除无冰海域和一年冰海域处的噪声。本发明解决了极地区域缺少大范围、长时序、高时空分辨率的多年冰密集度数据的问题，基于此数据进行研究有助于理解新气候环境下两极区域多年冰的变率和长期趋势。本方法采用的基础数据易于获取，反演结果的科学性和准确性较高，且用户可根据需求计算极地任意感兴趣区域某天或者长时间序列的多年冰密集度数据。

技术领域

本发明涉及一种基于散射计数据的北极多年冰密集度反演方法，具体说是一种计算多年冰密集度的流程算法。

背景技术

作为重要的气候指示因子，北极海冰在近年来发生大规模退缩，受到了各方面的广泛关注，其中，多年冰(在北极度过多个夏季而未融尽的古老冰层)的覆盖范围大幅度减小，被一年冰覆盖的海域面积逐渐增加。海冰密集度是了解、评估和研究海冰变化和物质平衡的重要参数，但是现存的多年冰密集度数据非常稀缺。此外，美国国家冰雪中心(NSIDC)提供的海冰密集度数据虽然覆盖整个北极区域，且时序较长，但是其多年冰密集度的准确性较低。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的提供一种基于散射计数据的北极多年冰密集度反演方法。本方法基于ASCAT散射计获取的后向散射系数数据、陆地掩膜数据、NSIDC提供的海冰密集度数据和QuikSCAT获取的海冰年龄数据。为了统一位置并方便出图，首先根据海冰密集度数据存储方式所记录的位置关系，将其他三种数据按照行进行反转，对后向散射系数数据根据陆地位置进行掩膜操作，然后进行多年冰密集度的反演。由于基础数据的特点，反演得到的结果存在大量噪声，需要根据海冰密集度数据和海冰年龄数据进行后处理，消除开放海域和一年冰覆盖范围内的噪声。因此，本方法基于散射计数据反演得到的长时序多年冰密集度数据弥补了上述背景中的不足，有较高的科学性和准确性，且逻辑清晰、易于实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于散射计数据的北极多年冰密集度反演方法，包括以下步骤：

一种基于散射计数据的北极多年冰密集度反演方法，包括以下步骤：

1)读取感兴趣区域的预设日期散射计后向散射系数数据、陆地掩膜数据、海冰密集度数据和海冰年龄数据，

2)统一上述数据网格坐标的位置；

3)对散射计后向散射系数数据进行陆地掩膜预处理；

4)进行反演，获取多年冰密集度数据；

5)根据海冰密集度数据对反演结果进行后处理，消除无冰海域的噪声；

6)根据海冰年龄数据对反演结果进行后处理，消除一年冰海域的噪声；

7)重复步骤1)-6)，对感兴趣区域内预设时间内的数据进行迭代处理，获取感兴趣区域长时间序列的多年冰密集度数据。

所述统一上述数据的网格位置，包括：

按照海冰密集度数据存储的地理位置，对后向散射系数数据、陆地掩膜数据和海冰年龄数据按行进行反转，使得四种基础数据的网格位置统一。

所述四种基础数据的网格位置统一的结果为：

使得-45°经线从北极点垂直向下。

所述陆地掩膜预处理，包括：

从陆地掩膜数据中获取陆地所在的网格位置，将后向散射系数数据σ_o中的相应网格位置处的数据置为0，得到去除陆地像元的后向散射系数数据σ_o’。

所述进行反演获取多年冰密集度数据，包括：