CN105676191A - 基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法及装置，涉及卫星观测数据应用领域。本发明提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，采用变相关半径进行重采样，通过在对数据进行重采样的时候，先将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，其中，网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格，之后，在对数据为空的网格进行重采样的时候，根据需要重采样的网格所在的纬度确定了重采样的范围(即参考区域的范围)，使得该网格进行重采样的时候能够针对性的进行，避免了对于任意网格均按照同样的相关半径进行重采样，而导致出现缺值斑点的问题。

Description

基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法及装置

技术领域

本发明涉及卫星观测数据应用领域，具体而言，涉及基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法及装置。

背景技术

使用卫星对地球表面进行观测已经是发展了多年的技术，对地观测卫星包括地球资源卫星、军事侦察卫星、海洋卫星和测地卫星等。其中的海洋卫星就是主要用于海洋水色色素的探测，为海洋生物的资源开放利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发、海洋科学研究等领域服务，设计发射的一种人造地球卫星。

下面对HY-2卫星散射计进行简单介绍，2012年8月发射的海洋二号，搭载有我国第一个可业务化运行的微波散射计HY2-SCAT。HY2-SCAT主要用于全球海面风场观测，散射计的测风风速范围为4～24m/s，风速精度为2m/s或10％；风向测量范围为0～360°，风向精度为±20°。HY2-SCAT工作频率为13.256GHz，采用笔形波束圆锥扫描方式，通过笔形波束以固定仰角围绕天底方向旋转，在卫星平台顺轨方向的运动中形成一定的地面覆盖刈幅。如图1所示，卫星通常距离地面同样的高度(如卫星距地面H＝963KM)在运行，卫星所在的飞行轨道投影到地面也就形成了星下点轨迹(实际上，卫星在每次扫描的时候，均会产生星下点坐标这一数据，星下点坐标也就是卫星在扫描时，投影到地面上的经纬度坐标，将多次扫描时的星下点坐标连接成星下点轨迹)；同时，卫星在飞行的时候会旋转式的以外波束和内波束的形式进行扫描(外波束和内波束均以圆周的方式进行扫描，如图中内波束扫描形成的圆周半径为700KM，外波束扫描形成的圆周半径为874KM)，从而形成了外波束足印和内波束足印，其中外波束足印和内波束足印分别是间隔的采样，刈幅宽度就是指外波束扫描所形成的圆周的直径。散射计系统包括VV和HH两个极化方式，分别以不同入射角进行观测，在平台的运动过程中对同一分辨单元可获取不同极化方式，不同入射角度的多次测量结果(如图2中，对同一个目标分别在1、2、3和4这四个不同的位置进行观测，在位置1进行的观测被称为外波束前视，在位置2进行的观测被称为内波束前视，在位置3的观测被称为内波束后视，在位置4的观测被称为外波束后视)，以克服海面风场方向反演的多值模糊问题。其中内波束采用HH极化方式，入射角为41°，对应地面足印大小约为23km×31km，刈幅宽度为1400km。外波束采用VV极化方式，入射角为48°，对应地面足印大小约为25km×38km，刈幅宽度为1700km。如图3示出了卫星在空间轨道上进行扫描的示意图，图4中实处了星下点轨迹和外波束足印与内波束足印的示意图。

下面对HY-2散射计数据产品进行简单介绍，海洋二号卫星散射计目前可提供的数据产品分为L1B级产品数据产品、L2A级数据产品、L2B级数据产品和L3级数据产品。

其中L1B数据文件为以遥测帧的时间为顺序进行存储的散射计观测数据。每个遥测帧包括96个散射计测量脉冲，每个测量脉冲包括后向散射系数，每个脉冲足迹(外波束足迹和内波束足迹)的地理位置、以及用来描述测量数据的质量和不确定性等信息的参数，同时该数据文件中还包含通过定位系统获取的星下点轨迹(星下点是卫星没测发射脉冲时的经纬度坐标所在的点，星下点轨迹便是由大量星下点所组成的轨迹)的经纬度信息。

L2A产品数据文件包括卫星平台在一个空间轨道内获得的每个雷达后向散射sigma0(后向散射系数)测量值。此外，L2A产品也包含一些与每个sigma0测量值相对应的辅助数据元素。这些辅助数据元素列出了每个sigma0测量值所对应的位置、质量、以及不确定性等相关信息。L2A产品中的sigma0以风矢量单元进行分组。每一个风矢量单元行对应地面测量刈幅的一个交轨切割。每一个L2A风矢量单元都是一个25km的正方形。因此，需要1624个风矢量单元行完成对地球的一次完整覆盖。

L2B产品数据文件，以轨道为单位进行组织，即每个轨道的风矢量测量数据构成一个L2B文件。L2B产品中的每个数据元素都可以通过风矢量单元的行、列号进行索引。L2B风矢量单元行的延伸方向与星下线相垂直，列的延伸方向与星下线方向相一致。L2B处理软件利用每个风矢量单元中的sigma0测量值和方位角、入射角、极化等辅助信息通过反演得到一组风矢量可能解，这些风矢量可能解被称为模糊解，然后再利用模糊去除算法来确定唯一的风矢量解，最后利用DIR算法对模糊去除算法选出的风矢量解作进一步优化处理。L2B产品中最多给出4个风速、风向模糊解，并按似然值由高到低的顺序排列。如图5所示，风矢量单元是以星下点轨迹(顺轨)为基准，以分别以平行(顺轨)和垂直(交轨)于星下点轨迹的直线，将地球表面分割为多个单元格，通常每个单元格均是方形，且大小相同。

由于L3级数据的特殊性，在将L2A等类型的数据转化为L3级数据的过程中，即，制作L3级数据产品时，由于重采样的过程存在问题，而导致得到的L3级数据会出现缺值斑点的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法和装置，以避免在数据进行转化之后，即重采样之后，出现缺值斑点的问题。

第一方面，本发明实施例提供了基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，包括：

将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，所述网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格；

遍历所述网格群中的每个网格，若查找到数据为空的第一目标网格，则将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格；所述第二目标网格位于参考区域内；所述参考区域为以所述目标网格为中心，预设的相关半径为半径所围成的区域，所述第二目标网格的数据不为空；所述相关半径是根据第一目标网格所在的纬度线上，相邻两个网格之间的球面距离，计算得到的。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格包括：

若所述参考区域内包含有多个第二目标网格，则分别计算每个第二目标网格与所述第一目标网格的距离；

将与所述第一目标网格距离最近的第二目标网格中的数据赋值到所述第一目标网格。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：

分别计算所述网格群中，每个纬度线所对应的相关半径的数值；

根据每个所述纬度线和与所述纬度线对应的相关半径，建立相关半径查找表。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格包括：

在所述相关半径查找表中，查找所述第一目标网格所在纬度线的相关半径；

以所述第一目标网格为中心，所述第一目标网格所在纬度线的相关半径为半径，确定所述参考区域；

在所述参考区域内查找数据不为空的第二目标网格；

将与所述第一目标网格的球面距离最近的第二目标网格的数据赋值到所述第一目标网格。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述分别计算所述网格群中，每个纬度线所对应的相关半径的数值包括：

分别获取每个纬度线的参考距离，所述参考距离是在同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离；

使用如下公式，分别计算每个纬度线所对应的相关半径R＝round(25/L)，其中，R为相关半径，round为球面距离的计算函数，L为同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到相应的网格中包括：

将携带有升轨数据的风矢量单元中的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的第一网格中，所述第一网格是通过对海表面网格化所形成的第一网格群中的网格；

将携带有降轨数据的风矢量单元中的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的第二网格中，所述第二网格是通过对海表面网格化所形成的第二网格群中的网格；所述第一网格群和所述第二网格群是相互独立的。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一目标网格和所述第二目标网格均为所述第一网格群中的网格；

或，所述第一目标网格和所述第二目标网格均为所述第二网格群中的网格。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，在步骤所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格后，还包括：

将所述第一网格群所对应的数据和所述第二网格群所对应的数据进行合并，以形成以天为单位的L3级数据产品。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，在步骤所述遍历所述网格群中的每个网格前，还包括：

分别为获取到的每个降轨数据生成一个临时网格群；

将一天中所生成的每个临时网格群，按照临时网格群中风矢量单元的经纬度坐标，赋值给第一网格群中相应的第一网格。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化装置，包括：

第一赋值模块，用于将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，所述网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格；

第二赋值模块，用于遍历所述网格群中的每个网格，并在查找到数据为空的第一目标网格时，将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格；所述第二目标网格位于参考区域内；所述参考区域为以所述目标网格为中心，预设的相关半径为半径所围成的区域，所述第二目标网格的数据不为空；所述相关半径是根据第一目标网格所在的纬度线上，相邻两个网格之间的球面距离，计算得到的。

本发明实施例提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，采用变相关半径进行重采样，与现有技术中的在进行数据转换的时候使用固定相关半径进行重采样，即，对于纬度不同的网格均按照相同的相关半径进行重采样，使得采样得到的结果(如L3级数据)会出现缺值斑点，使得结果不够精准相比，其通过在对数据进行重采样的时候，先将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，其中，网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格，之后，在对数据为空的网格进行重采样的时候，根据需要重采样的网格所在的纬度确定了重采样的范围(即参考区域的范围)，使得该网格进行重采样的时候能够针对性的进行，避免了对于任意网格均按照同样的相关半径进行重采样，而导致出现缺值斑点的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了相关技术中，卫星进行地球扫描的第一种示意图；

图2示出了相关技术中，卫星进行地球扫描的第二种示意图；

图3示出了相关技术中，卫星进行地球扫描的第三种示意图；

图4示出了相关技术中，卫星进行地球扫描的第四种示意图；

图5示出了相关技术中，风矢量单元的顺轨与交轨示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法的基本流程图；

图7示出了本发明实施例所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法的细节步骤示意图；

图8示出了本发明实施例所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法中，相关半径与维度的对应关系图；

图9示出了本发明实施例所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法中，两个相邻降轨数据之间存在重叠区域的示意图；

图10示出了本发明实施例所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法中，全天的升轨数据的示意图；

图11示出了本发明实施例所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法中，某一天生降轨数据重叠情况的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

相关技术中，将遥感卫星所提供的数据产品有如下几类，L1B级产品数据产品、L2A级数据产品、L2B级数据产品和L3级数据产品。其中L3级数据产品中的每个数据元素均用一个单独的SDS对象进行存储。每个SDS对象是一个三维数组。其中，第一维表示网格单元的行号，第二维表示网格单元的列号，第三维表示升轨和降轨。网格单元的行和列分别对应纬度和经度方向。当网格单元大小能够准确的确定时，行和列的总数也自然能够确定出来。网格单元行号与列号的编排顺序分别为从南向北和从西向东，起始点分别为纬度-90°和经度0°。

下面，对风矢量单元网格坐标系进行简单介绍。

对sigma0测量单元沿地面轨迹坐标的面元匹配方法要求能够简化计算，因此海洋二号微波散射计采用了一种较为方便的网格模型，以星下点轨迹为中心，以顺轨向及交轨向坐标来表示指定位置，采用25km×25km的分辨率进行重采样。该坐标系的原点设置为HY2-SCAT轨道的边界，即纬度最南端星下点所对应的点。由于HY2-SCAT的刈幅足够窄，因此，可忽略“经度”在刈幅边缘的压缩。该模型可视为一严格的矩形网格，这样处理也可简化计算。为描述方便，将该网格坐标体系记为风矢量单元空间。

受到技术需求的影响，需要将L2级数据产品转化为L3级数据产品，具体而言，也就是使用L2A或L2B级数据产品生成L3即网格化数据产品时，主要是指将按轨道空间排列的海面风场数据产品重采样到等经纬度网格的格网化的网格中，以形成L3级的数据产品。但相关技术中，在进行重采样的时候，均采用固定相关半径的方式(相关半径约束了重采样的搜索范围，如图8，示出了每个纬度对应的相关半径，其中，横坐标对应网格单元行号，纵坐标对应相关半径大小，图8中的相关半径是以等经纬网格群的行列数量为单位计算的)，如以点A(点A是L3级产品上的某一个点)为圆点，相关半径R为半径所确定的圆状搜索范围)，在约束出来的范围内搜索指定的一个点的数据值作为点A的数据值。但，此种重采样的方式有一定的缺陷，就是系统在进行重采样的时候针对L3级产品上的每个点均是采用完全相同的相关半径进行重采样，这样会导致重采样的得到的数据出现缺值斑点。实际操作的时候，通常取等经纬网格群之的分辨率为0.25°×0.25°，即在经向和纬向的分辨率都为0.25°。但是换算成距离的话，在等经纬网格群中，每个网格与相邻网格之间的球面距离与纬度有关。高纬度地区相邻网格之间的球面距离小，低纬度地区相邻网格之间的球面距离大。

散射计L2B数据中，相邻风矢量单元之间的球面距离约为25km，在中低纬度地区，换算成经纬度大小约为0.25°×0.25°，但是在高纬度地区，在纬向的分辨率就低于0.25°，这样的话风矢量单元就不能与网格群的网格之间实现一一对应，而是一个风矢量单元对应多个网格，如果采用固定的相关半径(通常情况下为1)，则只有一个网格被赋值，该网格附近其它与风矢量单元对应的网格得不到赋值，这时就会出现斑点情况。

有鉴于此，本申请提供了一种基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，如图6所示，包括如下两个步骤：

S601，将风矢量单元所对应的数据，按照风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中；其中，网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格；

S602，遍历网格群中的每个网格，若查找到数据为空的第一目标网格，则将第二目标网格所对应的数据赋值到第一目标网格；其中，第二目标网格位于参考区域内；参考区域为以目标网格为中心，预设的相关半径为半径所围成的区域，第二目标网格的数据不为空；相关半径是根据第一目标网格所在的纬度线上，相邻两个网格之间的球面距离，计算得到的。

需要说明的是，如图5所示，给出了风矢量单元的图示。由顺轨方向和交轨方向交叉而形成的多个风矢量单元，每个风矢量单元均具有如下特征(属性)，如行号、列号(也可以是与行列号相对应的经纬度坐标)、数据(如风速、风向等参数)。步骤S601执行前需要知晓的是风矢量单元的经纬度坐标，以及每个网格的经纬度坐标，S601进行赋值的过程也就是：将风矢量单元所对应数据(如风速、风向等参数)赋值给与该风矢量单元经纬度相同(或相近)的网格。如某风矢量单元的经纬度坐标为(10，20)，则该风矢量单元的属性也应赋值给经纬度坐标为(10，20)的网格，当然，经纬度坐标可以根据具体情况进行适当调整，并不要求必须完全严格的相等。

步骤S601所执行的动作能够对每个网格进行赋值，也就是将风矢量单元所对应(记录)的数据，赋值给对应网格，使该网格记载有该数据。但，经过步骤S601进行赋值的网格依旧会存在空值的情况，具体而言，也就是网格所记录数据的数值都为0，此时，则说明该网格所记录的数据是错误的，需要进行重采样，以纠正该网格所记录的内容。

如前文中的描述，相关技术中，所采用的方法是采用固定相关半径的方式进行重采样，具体是指针对网格群中的每个网格进行重采样的时候，不论该网格所在的经纬度，均使用相同的相关半径来约束采样范围(根据该网格所在的经纬度坐标和相关半径形成的采样窗口/采样区域内进行重采样)。这使得，即使进行重采样，也同样会形成缺值斑点。因此，本申请所提供的方法中，针对位于不同纬度的网格使用数值不同的相关半径来确定采样窗口。具体而言，相关半径是根据同一纬度线上(或者可以理解为，纬度值相同的)两个相邻的网格之间的球面距离所计算得出的。如在同一纬度线上顺序排列有网格1-网格10，这10个网格，那么两个相邻网格之间的球面距离可以是网格1和网格2之间的球面距离，也可以是网格4与网格5之间的球面距离。在计算网格之间的球面距离时，优选使用两个网格中心点之间的球面距离作为两个网格之间的球面距离。

进一步，在确定了相关半径之后，便可以确定了参考区域的范围了之后，在该参考区域内查找数据不为空的第二目标网格，并且将第二目标网格中的数据赋值给数据为空的第一目标网格即可。

当然，可能在参考区域内同时存在多个第二目标网格，那么此时可以有两种处理方式，第一种处理方式是将与第一目标网格距离最近的第二目标网格的数据，赋值给第一目标网格，也就是

所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格包括：

若所述参考区域内包含有多个第二目标网格，则分别计算每个第二目标网格与所述第一目标网格的距离；

将与所述第一目标网格距离最近的第二目标网格中的数据赋值到所述第一目标网格。

另一种方式是，在这将这多个第二目标网格中的数据进行求平均，之后再将求平均后的数据赋值给第一目标网格。

具体而言，关于相关半径的获取方式有两种，第一种是在需要的时候(即，需要执行步骤S602的时候)，临时计算相关半径，也就是，在执行步骤将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格前，先获取第一目标网格所在纬度线上，相邻的两个网格(参考网格)的坐标；之后，计算这两个参考网格之间的球面距离；最后根据求得的球面距离来计算相关半径。在求得相关半径之后，再依据该相关半径来查找第二目标网格；

第二种是预先建立一个查找表，在需要获取相关半径的时候，根据第一目标网格所在的纬度线，在查找表中查找相应的相关半径，以直接使用。第二种方式需要在执行步骤S602之前，先建立好这个查找表。由于建立的网格群是能够预先确定，因此，该网格群中每个网格所在的纬度线所对应的相关半径均是能够预先确定出的。如可以将地球表面分为720*1440个网格，那么便可以预先计算出每个网格所在纬度线的相关半径。

具体的，查找表可以是如表1的形式：

表1

编号	纬度数值	相关半径数值	同纬度下的网格标号/坐标
				1	A1	10	X1
2	A2	11	X2
				3	A3	12	X3
4	A4	14	X4
				5	A5	16	X5
6	A6	12	X6

表1中，示出了相关半径查找表的一种具体呈现方式，实际上，相关半径查找表中的内容需要出现相关半径数值(或类似的表达函数)，其他的参数(如纬度数值和同纬度下的网格标号/坐标)可以以其他的形式体现出来，本申请对可行的体现形式不过多限定。

也就是，本申请所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，还包括：

分别计算所述网格群中，每个纬度线所对应的相关半径的数值；

根据每个所述纬度线和与所述纬度线对应的相关半径，建立相关半径查找表。

通过建立相关半径查找表，在执行步骤S602的时候，能够简化系统执行的步骤和难度。

在使用预先建立相关半径查找表之后，具体的赋值过程，即如图7所示，步骤所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格包括：

在相关半径查找表中，查找第一目标网格所在纬度线的相关半径；

以第一目标网格为中心，第一目标网格所在纬度线的相关半径为半径，确定参考区域；

在参考区域内查找数据不为空的第二目标网格；

将与第一目标网格的球面距离最近的第二目标网格的数据赋值到第一目标网格。

具体的，根据同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离来计算相关半径的过程可以分为两个步骤，也就是，步骤所述分别计算所述网格群中，每个纬度线所对应的相关半径的数值包括：

分别获取每个纬度线的参考距离，所述参考距离是在同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离；

使用如下公式，分别计算每个纬度线所对应的相关半径R＝round(25/L)，其中，R为相关半径，round为球面距离的计算函数，L为同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离。

风矢量单元的数据可以分为两种，一种是升轨数据，一种是降轨数据，这两种数据均能够从不同的角度反应指定位置的属性(如风速和风向)，这两种数据需要同时保留下来，因此，步骤所述将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到相应的网格中包括：

将携带有升轨数据的风矢量单元中的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的第一网格中，所述第一网格是通过对海表面网格化所形成的第一网格群中的网格；

将携带有降轨数据的风矢量单元中的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的第二网格中，所述第二网格是通过对海表面网格化所形成的第二网格群中的网格；所述第一网格群和所述第二网格群是相互独立的。

第一网格群和第二网格群相互独立，能够使得升轨数据和降轨数据能够被分别保留下来，不会造成这两种数据相互重叠、覆盖，而导致数据丢失的问题。

当然，在使用第一网格群或者使用第二网格群的时候，需要保证第一目标网格和第二目标网格均是同一中网格群中的网格，也就是，所述第一目标网格和所述第二目标网格均为所述第一网格群中的网格；

或，所述第一目标网格和所述第二目标网格均为所述第二网格群中的网格。

在步骤S602执行之后，可以得到关于升轨数据的第一网格群，也可以得到关于降轨数据的第二网格群，当然，还可以得到分别独立储存的第一网格群的数据和第二网格群的数据。当步骤S602执行之后(或者是多次执行步骤S602，且至少有一次针对第一网格群执行，和至少又一次针对第二网格群执行之后)，在步骤所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格后，还包括：

将所述第一网格群所对应的数据和所述第二网格群所对应的数据进行合并，以形成以天为单位的L3级数据产品。

进一步，可以设置相邻的两个纬度线之间相差0.25°。如此，可以简化生成相关半径查找表的难度。

优选的，在步骤所述遍历所述网格群中的每个网格前，还包括：

分别为获取到的每个降轨数据生成一个临时网格群；

将一天中所生成的每个临时网格群，按照临时网格群中风矢量单元的经纬度坐标，赋值给第一网格群中相应的第一网格。

具体的来说，在中低纬度，降轨数据轨道之间没有重叠，在高纬度地区，轨道数据之间有重叠(图9中，用椭圆圈出的区域，即为相邻两降轨数据之间的重叠区域，在网格化操作的时候，需要对单个轨道进行按查找表的插值操作，再合并到一个网格。如果先对单天所有的网格数据进行网格化，再进行插值，产生在重叠区域斑点。产生斑点的原因是因为风速变化是很快的，两个相邻轨道之间的重叠区域风速有可能相差会比较大，如果不是按单轨数据进行插值，而是将单天的所有降轨数据一起网格化之后再进行插值，就会产生斑点。对升轨的情况也是一样)。也就是说，对单天的每个降轨数据，应该生成一个临时网格群，每天的网格群的数量跟单天的轨道数量有关系，通常情况下为14轨数据，即每天生成14个临时网格群，每个临时网格群的赋值操作与使用第二网格群对第一网格群进行赋值的方式类似，只不过是这里的赋值操作只对单轨降轨数据进行。最后需要把这14个临时网格群中的每个网格数据赋值给第一网格群中相应的第一网格，这个赋值就是简单的将临时网格群中的非零数据赋值给对应的第一网格群，而不需要插值操作。如图10和11所示，图10示出了某一天，全天的升轨数据(每天约有14轨数据)；图11示出了某一天中，生降轨数据重叠的情况，从图中可以看出，升轨和降轨数据之间的重叠区域很多。

下面，以一个具体的实例，说明本申请所提供的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法。

该方法具体包括5大步骤：

步骤1、将全球海表面划分为0.25°×0.25°的经纬网格，行方向是纬度方向，列方向是经度方向，全球海表面的网格共包含720行，1440列。设置数组grid_wind_speed(720,1440,2)(该数组为记录全球等经纬度网格化风速用的数组)和grid_wind_dir(720,1440,2)(该数组为记录全球等经纬度网格化风向用的数组)，并将这两个数组均赋初值为0，以分别用于记录网格化风速与风向。其中，每个数组第一维度对应纬度，第二维度对应经度，第三维度对应升降轨(具体而言，1为升轨，2为降轨)。

每个网格对应的经纬度可通过下式计算：

latitude＝-89.875+grid_cell_row/4；

longitude＝0.125+grid_cell_column/4；

其中，latitude代表网格单元对应的纬度，longitude代表网格单元对应的经度，grid_cell_row代表网格单元的行号，即第一维度的标号，grid_cell_column代表网格单元的列号，即第二维度的标号。

步骤2、生成相关半径查找表：

对经纬网的第一维度(即对应纬度的维度)进行循环，即，分别计算每个纬度所对应的相关半径。具体计算方法如下：

记当前网格单元的行号(即第一维度下标号)为i_lat，计算刚网格单元对应的纬度可通过下式计算：

lat_real＝i_lat/4-90.125

计算行号为i_lat的相邻两个网格单元的中心位置之间的球面距离，并记为naber_distance(i_lat)；

计算与行号为i_lat对应的纬度向对应的相关半径，记录为eff_win(i_lat)；

eff_win(i_lat)＝round(25/naber_distance(i_lat))；其中，lat_real为网格单元对应的纬度，i_lat为网格单元的行号，即第一维度的标号，lat_real为网格单元对应的纬度，i_lat为网格单元的行号，即第一维度的标号；eff_win(i_lat)代表行号为i_lat对应的纬度向对应的相关半径；round(25/naber_distance(i_lat))的含义是：25除以行号为i_lat的相邻两个网格单元之间的球面距离，并对结果四舍五入。

步骤3、根据年月日获取网格化所需的L2B输入文件列表。

步骤4、对每个L2B输入文件，进行如下网格化操作：

具体的，步骤4可以分为如下几个步骤，

步骤4.1、提取每个风矢量单元的经纬度，记为wvc_lat,wvc_lon(其中wvc_lon采用-180°到+180°的表示方式)；同时提取每个风矢量单元对应的风速和风向，记为wvc_wind_speed和wvc_wind_dir

步骤4.2、将升、轨降轨分离，并记为dec_acd_id，升轨计为1，降轨记为2；

步骤4.3、计算该风矢量单元对应的等经纬网的行列号，具体计算公式如下：

Lat_index＝round(4×(wvc_lat+90.125))；

Lon_index＝round(4×(wvc_lon+180.125))；

式中，Lat_index、Lon_index分别为网格的行号、列号。round(4×(wvc_lat+90.125))的意思是风矢量单元的纬度加90.125，再乘以四，可以取四舍五入之后的数值。

步骤4.4、按照步骤4.2计算获得的升降轨号和步骤4.3计算获得的行列号，将wvc_wind_speed和wvc_wind_dir赋值到对应的grid_wind_speed(Lat_index，Lon_index，dec_acd_id)和grid_wind_dir(Lat_index，Lon_index，dec_acd_id)。

步骤4.5、插值；

对每个网格单元进行循环，记当前网格单元的行号，列号以及升降轨号分别为(i_lat，j_lon，k_dec_acd)，若当前网格单元对应的grid_wind_dir(i_lat，j_lon，k_dec_acd)，grid_wind_speed(i_lat，j_lon，k_dec_acd)值都为0，则以当前网格单元为中心，步骤2计算获得的eff_win(i_lat)为窗口大小，搜索(i_lat-eff_win(i_lat):i_lat+eff_win(i_lat))窗口内grid_wind_dir和grid_wind_speed值非0的网格单元，并将该网格单元的grid_wind_dir和grid_wind_speed值赋给当前网格单元。若该窗口内非0grid_wind_dir和grid_wind_speed有多个值，则取离当前网格单元(i_lat，j_lon，k_dec_acd)距离最近的非0单元的grid_wind_dir和grid_wind_speed值赋给当前网格单元。

步骤5、将步骤4计算获得的与单轨L2B数据对应的所有非0的grid_wind_dir和grid_wind_speed分升降轨进行合并(即组合成升轨型的L3级数据产品和组合成降轨型的L3级数据产品)，生成以天为单位的网格grid_wind_dir和grid_wind_speed产品。

本发明实施例还提供了基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化装置，包括：

第一赋值模块，用于将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，所述网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格；

第二赋值模块，用于遍历所述网格群中的每个网格，并在查找到数据为空的第一目标网格时，将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格；所述第二目标网格位于参考区域内；所述参考区域为以所述目标网格为中心，预设的相关半径为半径所围成的区域，所述第二目标网格的数据不为空；所述相关半径是根据第一目标网格所在的纬度线上，相邻两个网格之间的球面距离，计算得到的。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，包括：

将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，所述网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格；

遍历所述网格群中的每个网格，若查找到数据为空的第一目标网格，则将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格；所述第二目标网格位于参考区域内；所述参考区域为以所述目标网格为中心，预设的相关半径为半径所围成的区域，所述第二目标网格的数据不为空；所述相关半径是根据第一目标网格所在的纬度线上，相邻两个网格之间的球面距离，计算得到的。

2.根据权利要求1所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格包括：

若所述参考区域内包含有多个第二目标网格，则分别计算每个第二目标网格与所述第一目标网格的距离；

将与所述第一目标网格距离最近的第二目标网格中的数据赋值到所述第一目标网格。

3.根据权利要求1所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，还包括：

分别计算所述网格群中，每个纬度线所对应的相关半径的数值；

根据每个所述纬度线和与所述纬度线对应的相关半径，建立相关半径查找表。

4.根据权利要求3所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格包括：

在所述相关半径查找表中，查找所述第一目标网格所在纬度线的相关半径；

以所述第一目标网格为中心，所述第一目标网格所在纬度线的相关半径为半径，确定所述参考区域；

在所述参考区域内查找数据不为空的第二目标网格；

将与所述第一目标网格的球面距离最近的第二目标网格的数据赋值到所述第一目标网格。

5.根据权利要求4所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，所述分别计算所述网格群中，每个纬度线所对应的相关半径的数值包括：

分别获取每个纬度线的参考距离，所述参考距离是在同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离；

使用如下公式，分别计算每个纬度线所对应的相关半径R＝round(25/L)，其中，R为相关半径，round为球面距离的计算函数，L为同一纬度线上，且距离最近的两个网格之间的球面距离。

6.根据权利要求4所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，所述将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到相应的网格中包括：

将携带有升轨数据的风矢量单元中的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的第一网格中，所述第一网格是通过对海表面网格化所形成的第一网格群中的网格；

将携带有降轨数据的风矢量单元中的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的第二网格中，所述第二网格是通过对海表面网格化所形成的第二网格群中的网格；所述第一网格群和所述第二网格群是相互独立的。

7.根据权利要求6所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，

所述第一目标网格和所述第二目标网格均为所述第一网格群中的网格；

或，所述第一目标网格和所述第二目标网格均为所述第二网格群中的网格。

8.根据权利要求7所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，在步骤所述将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格后，还包括：

将所述第一网格群所对应的数据和所述第二网格群所对应的数据进行合并，以形成以天为单位的L3级数据产品。

9.根据权利要求1所述的基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化方法，其特征在于，在步骤所述遍历所述网格群中的每个网格前，还包括：

分别为获取到的每个降轨数据生成一个临时网格群；

将一天中所生成的每个临时网格群，按照临时网格群中风矢量单元的经纬度坐标，赋值给第一网格群中相应的第一网格。

10.基于海洋微波遥感技术的散射计数据转化装置，其特征在于，包括：

第一赋值模块，用于将风矢量单元所对应的数据，按照所述风矢量单元的经纬度坐标，赋值到经纬度相对应的网格中，所述网格是通过对海表面网格化所形成的网格群中的网格；

第二赋值模块，用于遍历所述网格群中的每个网格，并在查找到数据为空的第一目标网格时，将第二目标网格所对应的数据赋值到所述第一目标网格；所述第二目标网格位于参考区域内；所述参考区域为以所述目标网格为中心，预设的相关半径为半径所围成的区域，所述第二目标网格的数据不为空；所述相关半径是根据第一目标网格所在的纬度线上，相邻两个网格之间的球面距离，计算得到的。