[发明专利]一种海冰信息提取方法有效

专利信息
申请号: 202110908007.3 申请日: 2021-08-09
公开(公告)号: CN113739707B 公开(公告)日: 2022-07-05
发明(设计)人: 谢欢;郭亚磊;刘小帅;徐琪;李彬彬;孙媛;唐鸿;金雁敏;刘世杰;柳思聪;冯永玖;童小华 申请(专利权)人: 同济大学
主分类号: G01B11/06 分类号: G01B11/06
代理公司: 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 代理人: 陈源源
地址: 200092 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 信息 提取 方法
【说明书】:

发明涉及一种海冰信息提取方法,通过对获取的光子数据进行预处理,结合计算结果对海冰信息进行进一步分类,根据分类情况计算出海冰干舷高度值,并通过对现有积雪深度测量模型结果进行优化并依据其它海冰信息参数,结合阿基米德定律、线性回归函数等计算公式求得海冰厚度值。与现有技术相比,本发明在对卫星初始数据进行校正后,使用较为精确的数据进行了后续处理及筛选,进一步对数据进行了限定,提高了数据的利用率。

技术领域

本发明涉及海冰信息监测领域,尤其是涉及一种海冰信息提取方法。

背景技术

极地区域的环境变化是对于全球气候变化的重要监测指标,海冰是极地最重要的自然现象之一,强烈地制约着海气热量交换,从而对北极气候乃至北半球气候起到调控作用。海冰边缘的位置及其移动、海冰密集度、海冰厚度、海冰类型是海冰动力学、热力学以及气候研究的重要参数。针对于极地海冰信息提取研究方法多样,传统的信息提取方法均存在测量范围及精度上的问题,目前应用前景较好的精度高且测量便捷的单光子激光高度计,这种激光高度计的使用能基本满足海冰信息提取的要求;

申请号CN202110277320.1的发明公开了一种基于单光子激光测高数据的海冰厚度估算方法,该发明使用激光测高卫星进行相关数据处理,提供了海冰信息的检测方法。然而地球大气会在一定程度上干扰卫星发射接收光信号,以及潮汐等地球自然现象会使得光子数据产生偏移,影响了该数据的精确性,导致无法准确反映海冰信息。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种海冰信息提取方法,解决了目前海冰信息精确性不高的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种海冰信息提取方法,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。

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