[发明专利]一种海冰信息提取方法

权利要求书

1.一种海冰信息提取方法，其特征在于，包括：

S1、使用多波束单光子激光测高卫星获取初始光子高度，对所述初始光子高度进行地球物理校正，得到校正光子高度，将所述校正光子高度减去现有平均海平面高度，得到相对光子高度；

S2、以第一设定长度中的所有光子作为一个光子单元，可得到连续的多个光子单元，对每个光子单元进行粗表面提取：

根据每个光子的相对光子高度，对每个光子单元建立第一高度直方图，在高度直方图中，每个光子的高度值形成一个光子柱，保留第一设定高度范围内的光子，得到第二高度直方图，提取所述第二高度直方图中的上下波峰的设定百分比作为第二设定高度范围，保留第二设定高度范围内的光子，得到第三高度直方图，选取出第二设定高度范围内的光子作为选中光子，计算选中光子的高度平均值：

若当前光子单元的高度平均值大于差值阈值，则舍去这个光子单元的前一半长度中的光子，以当前光子单元后一半长度的光子和下一个光子单元前一半长度的光子作为新的光子单元重新进行计算高度平均值；

若当前光子单元的高度平均值小于差值阈值，则将所述高度平均值作为当前光子单元的粗表面高度；

S3、对经过粗表面提取的每个光子单元数据进行精表面提取：

将当前光子单元中所有光子的相对光子高度减去粗表面提取中得到的粗表面高度，得到差值光子高度，保留第三设定高度范围内的光子，以第二设定长度中的固定数量的光子作为一个迷你光子单元，根据差值光子高度，建立第四高度直方图，提取所述第四高度直方图中每个迷你光子单元的波峰，并判断当前迷你光子单元的波峰是否在所述第四高度直方图的第一或最后一列，且光子总数大于光子阈值数：

若是，则计算差值光子高度的平均值与标准差，保留多倍标准差范围内的差值光子高度，以该数据建立第五高度直方图并进行高斯拟合，重新计算差值光子高度及展宽，将差值光子高度加上此前减去的粗表面高度，得到当前迷你光子单元的所有光子的精表面高度；

若否，则将该迷你光子单元的数据删除，对下一个迷你光子单元进行上述判断；

S4、根据检测到的光子数，结合光子偏差校正公式，得到光子实际到达多波束单光子激光测高卫星的探测器的时间；

S5、根据光子实际到达多波束单光子激光测高卫星的探测器的时间，计算每个迷你光子单元的表面光子率和背景光子率；

S6、根据季节、表面光子率、归一化的背景光子率、展宽以及太阳高度角，结合冰水判断规则对每一个光子单元中的所有迷你光子单元进行冰水分类，所述冰水分类类型中包含冰间水道；

S7、根据冰水分类结果，对每一个光子单元计算海冰干舷：

若一个光子单元中存在一个冰间水道，其中每个冰间水道构成一个冰间水道单元；

若一个光子单元存在多个冰间水道，则其中连续的多个冰间水道可构成一个冰间水道单元，以每个冰间水道单元内冰间水道的长度为权重，计算所述冰间水道单元精表面高度的加权平均值并设为其高度，再对多个冰间水道单元依据冰间水道的长度进行加权平均计算整个光子单元的高度值作为该光子单元的海冰干舷高度；

若一个光子单元中不存在冰间水道，则先判断相邻的存在冰间水道的光子单元是否有效，不存在冰间水道的光子单元若处于有效的光子单元之间，且这两个有效的光子单元中光子实际到达探测器的平均时间的时间间隔小于时间阈值以及海冰干舷高度差值绝对值小于高度差阈值，则可通过线性插值的方法计算中间光子单元的海冰干舷高度；

判断光子单元是否有效的方式为计算该光子单元到陆地的距离，当所述距离小于距离阈值或者海冰密集度小于密集度阈值时，则将当前光子单元设为无效的光子单元，反之为有效的高度单元；

S8、使用沃伦·斯诺气候学模型计算得到积雪深度，并以其计算值的固定倍数作为初始积雪深度值；

S9、根据所述初始积雪深度值和所述海冰干舷高度值，使用线性回归函数计算得到积雪深度截断值和海冰干舷高度截断值；

S10、根据所述积雪深度截断值和海冰干舷高度值，计算出积雪深度重建值；

S11、根据所述积雪深度重建值、所述海冰干舷高度值、水的密度值、海冰密度值和积雪密度值，结合阿基米德浮力定律计算出海冰厚度。