[发明专利]一种基于月均值背景场提取地震微波辐射异常的方法

权利要求书

1.一种基于月均值背景场提取地震微波辐射异常的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据所选地震案例发生的时间和位置，选取该地震案例区域内的卫星微波辐射遥感影像数据，并确定研究时间范围和研究区域空间范围；确定研究区域空间范围的具体方法为：

S1.1、根据所选地震案例的矩震级M确定所述研究区域空间范围的半径R，表达式如下：

S1.2、将以所选地震案例的震中位置为中心位置、以R为半径所构成的圆形区域确定为所述研究区域空间范围；

S2、对所选卫星微波辐射遥感影像数据进行数据预处理，所述数据预处理包括对所选卫星微波辐射遥感影像数据进行裁剪、分辨率统一以及云像素剔除；

S3、利用预处理后的卫星微波辐射遥感影像数据构建研究区域动态的月均值背景场；该步骤具体为：

S3.1、根据历史年卫星微波辐射遥感影像数据获取研究区域历史年指定研究时间范围内的日期为t2的动态微波辐射背景场表达式如下：

其中，y和t2分别为所用卫星微波辐射遥感影像数据的年份和年积日，N为参与计算的微波辐射数据矩阵的数量；

S3.2、重复所述步骤S3.1的操作，获取所选卫星微波辐射遥感影像数据的起始年份至截止年份中逐年的微波辐射背景场，并根据获取的不同年份微波辐射背景场计算研究区域指定日期t2的动态月均值微波辐射背景场Background_t2，表达式如下：

其中，p和q分别为所用卫星微波辐射遥感影像数据的起始年份和截止年份，t2为所选地震案例发生的日期T的前60日至后30日的时间区间内的某一指定研究日期对应的年积日；

S3.3、重复步骤S3.2的操作，获取所选地震案例发生的日期T前60日至后30日区间内所有日期的动态月均值微波辐射背景场

S4、根据构建的动态月均值背景场计算出研究区域内的地震微波辐射异常结果。

2.根据权利要求1所述的基于月均值背景场提取地震微波辐射异常的方法，其特征在于，所述地震案例发生的年份为Y、日期为T，所选卫星微波辐射遥感影像数据的起始年份比所选地震案例发生的年份Y早至少3年，所述研究时间范围是所选地震案例发生的日期T的前60日至后30日的时间区间。

3.根据权利要求1所述的基于月均值背景场提取地震微波辐射异常的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，云像素剔除具体包括：根据卫星云总量数据获取研究区域云层的掩模矩阵从所选卫星微波辐射遥感影像数据中剔除云像素，得到研究区域纯净不含云的微波辐射值矩阵表达式如下：

其中，y和t1分别为所用卫星微波辐射遥感影像数据以及卫星云总量数据的年份和年积日，MBT_y，t1为研究区域中未经处理的卫星微波辐射遥感影像数据的矩阵。

4.根据权利要求3所述的基于月均值背景场提取地震微波辐射异常的方法，其特征在于，获取研究区域云层的掩模矩阵的具体方法为：首先读取已裁剪至指定的研究区域中的卫星云总量数据，然后逐像素读取云总量值；将卫星云总量数据大于等于0.3的像素视为有云，对应矩阵位置值设置成空值；将卫星云总量数据小于0.3的像素视为无云，对应矩阵位置值设置成1，得到研究区域云层的掩模矩阵其中y和t1分别为所用卫星云总量数据的年份和年积日。

5.根据权利要求1所述的基于月均值背景场提取地震微波辐射异常的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

S4.1、根据所述步骤S3中构建的动态月均值背景场，获取研究区域内年份为Y、日期为t3的微波辐射值残差矩阵Residual_Y，t3，t3同样为所选地震案例发生的日期T的前60日至后30日的时间区间内的某一日期，表达式如下：

S4.2、根据获取的微波辐射残差值矩阵，计算残差值矩阵的均值μ和标准差δ，据此确定地震微波辐射异常值的阈值K，表达式如下：

K＝μ+2δ；

S4.3、根据获取的异常阈值K，逐像素判断微波辐射残差值矩阵的像素值是否为异常值，表达式如下：

其中l、m为参与计算的各矩阵像素的行列号，NaN为像素值设置为空值；

S4.4、重复所述步骤S4.3的操作，直至遍历微波辐射残差值矩阵所有像素，最终获取研究区域的地震微波辐射异常结果Anomaly_Y，t3。