CN112197749B

CN112197749B - 一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法及装置

Info

Publication number: CN112197749B
Application number: CN202011069231.XA
Authority: CN
Inventors: 王久珂; 肖林; 王先桥
Original assignee: NATIONAL MARINE ENVIRONMENTAL FORECASTING CENTER
Current assignee: NATIONAL MARINE ENVIRONMENTAL FORECASTING CENTER
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112197749A

Abstract

本申请提供一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法、装置、电子设备及存储介质，其中该方法包括：获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据；将历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配、数值离散平均以及匹配回归，建立浮标有效波高交叉校准方程；获取待校准波浪浮标的波浪观测数据，波浪观测数据为波浪有效波高数据；通过浮标有效波高交叉校准方程对波浪有效波高数据进行修正，获得修正后的浮标波浪有效波高数据。实施本发明实施例，能够对不同规格浮标有效波高观测进行交叉校准，提高波浪浮标观测数据中波浪有效波高的一致性，有效提升波浪浮标波浪观测的应用可靠性与应用价值。

Description

一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法及装置

技术领域

本申请涉及浮标测量、大数据处理技术领域，具体而言，涉及一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

通过浮标来观测波浪是波浪观测最为传统与基础的观测方法。由于波浪浮标是对于波浪最为直接的测量方法，因此波浪浮标波浪观测被认为是最为准确的波浪观测方法。波浪浮标作为最为基础的海洋观测手段，其观测数据往往被用来作为波浪实际情况的真实值，用于校准诸如海洋卫星等海洋遥感观测，或是作为真实值用于调整波浪数值模式或作为标准来检验波浪预报水平。但是实际上波浪浮标的规格并不相同，其在浮标本体大小、重量等方面均有明显区别。例如美国国家浮标中心(National Data Buoy Center，NDBC)、英国气象局(Met Office)、法国气象局(Meteo France)所部署的浮标主要采用直径3m的浮标规格，这与中国自然资源部业务化波浪观测部署采用的直径10m的浮标规格有明显的差异，其中最直接的区别就是浮标重量的巨大差异。3m的波浪浮标一般重量为10吨或以下，而中国10m业务波浪浮标重量为50余吨。很自然的，不同规格重量的浮标对于基本相同的波浪将会产生不同的动态响应，从而影响不同浮标对于波浪观测的一致性。

需要注意的是，由于波浪浮标观测往往作为标准用于校准遥感或预报，其观测的一致性差异将会导致波浪遥感算法、波浪数值模式或波浪预报研究等造成偏差或错误，从而可能导致后续一系列的严重问题。

所以，人们针对这一重要问题开展了若干浮标交叉校准的工作，但上述工作的做法是将待校准的不同规格的波浪浮标放置于同一地点进行一段时间的同步观测，从而形成交叉校准数据集，完成校准标定。这种方法存在一定的局限性，主要表现在使用这种交叉校准方法必须设计专门的同步观测实验，尤其是针对于不同国家的波浪浮标体系进行交叉校准，必须获取相应国家的对应规格的浮标并专门进行同步观测实验，将消耗大量的人力和物力，因此在实际实施中存在着较大的困难。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法、装置、电子设备及存储介质，能够对不同浮标进行交叉校准，提高波浪浮标有效波高观测的一致性，从而有效提高浮标观测数据应用效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法，所述方法包括：

获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据；

将所述历史遥感波浪有效波高数据与所述历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配、数值离散平均以及匹配回归，建立浮标有效波高交叉校准方程；

获取待校准波浪浮标的波浪观测数据，所述波浪观测数据为波浪有效波高数据；

通过所述浮标有效波高交叉校准方程对所述波浪有效波高数据进行修正，获得修正后的浮标波浪有效波高数据。

在上述实现过程中，由于浮标有效波高交叉校准方程是基于历史波浪遥感数据与历史浮标观测数据进行时空匹配、数值离散平均与匹配回归获得，因此，该方法能够将输入的波浪浮标有效波高数据修正为一致性更高的数据。实施本发明方法实施例，通过历史波浪遥感数据与历史浮标观测数据建立浮标有效波高交叉校准方程，能够对不同规格浮标有效波高观测进行交叉校准，提高波浪浮标观测数据中波浪有效波高的一致性，从而有效提升波浪浮标波浪观测的应用可靠性与应用价值。

进一步地，所述将历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配、数值离散平均以及匹配回归，建立浮标有效波高交叉校准方程的步骤，包括：

将所述历史遥感波浪有效波高数据与所述历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配，获得时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集；

对所述时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集进行数值离散平均，获得离散后的均值数据集；

根据所述均值数据集建立所述浮标有效波高交叉校准方程。

在上述实现过程中，以历史遥感波浪有效波高数据作为中间数据，分别与待交叉校准的浮标进行时空匹配并建立不同浮标之间的联系，并通过回归得到不同浮标之间的浮标有效波高交叉校准方程，通过历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据建立浮标有效波高交叉校准方程，最终提高不同波浪浮标波浪观测数据中波浪有效波高的可靠性与一致性。

进一步地，所述获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据的步骤，包括：

获取历史遥感波浪有效波高数据集；

获取历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集。

在上述实现过程中，通过获取历史遥感波浪有效波高数据集和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集，可在后续对历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配，可以解决两个数据集可能在时间和空间上并不是一一匹配的，无法用于后续对不同浮标数据进行正确的匹配和回归的问题，进一步地通过离散、回归等方式建立交叉校准方程，可以提高交叉校准方程的准确性和有效性。

进一步地，所述获取历史遥感波浪有效波高数据集的步骤，包括：

获取多个所述历史遥感波浪有效波高数据；

在多个所述历史遥感波浪有效波高数据中，将位置位于海洋且信噪比大于预设值的数据加入至所述历史遥感波浪有效波高数据集中。

在上述实现过程中，通过对历史遥感波浪有效波高数据进行处理，可以提高历史遥感波浪有效波高数据的有效性。

第二方面，本发明实施例还提供一种波浪浮标有效波高的交叉校准装置，所述装置包括：

历史数据获取模块，用于获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据；

方程建立模块，用于将所述历史遥感波浪有效波高数据与所述历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配、数值离散平均以及匹配回归，建立浮标有效波高交叉校准方程；

待校准数据获取模块，用于获取待校准波浪浮标的波浪观测数据，所述波浪观测数据为波浪有效波高数据；

数据修正模块，用于通过所述浮标有效波高交叉校准方程对所述波浪有效波高数据进行修正，获得修正后的浮标波浪有效波高数据。

在上述实现过程中，由于浮标有效波高交叉校准方程是基于历史波浪遥感数据与历史浮标观测数据进行时空匹配、数值离散平均与匹配回归获得，因此，该方法能够将输入的波浪浮标有效波高数据修正为一致性更高的数据。实施本发明装置实施例，通过历史波浪遥感数据与历史浮标观测数据建立浮标有效波高交叉校准方程，能够对不同规格浮标有效波高观测进行交叉校准，提高波浪浮标观测数据中波浪有效波高的一致性，从而有效提升波浪浮标波浪观测的应用可靠性与应用价值。

进一步地，所述方程建立模块包括：

时空匹配单元，用于将所述历史遥感波浪有效波高数据与所述历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配，获得时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集；

数值离散平均单元，用于对所述时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集进行数值离散平均，获得离散后的均值数据集；

方程建立单元，用于根据所述均值数据集建立所述浮标有效波高交叉校准方程。

在上述实现过程中，以历史遥感波浪有效波高数据作为中间数据，分别与待交叉校准的浮标进行时空匹配并建立不同浮标之间的联系，并通过回归得到不同浮标之间的浮标有效波高交叉校准方程，通过历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据建立浮标有效波高交叉校准方程，最终可以提高不同波浪浮标波浪观测数据中波浪有效波高的可靠性与一致性。

进一步地，所述历史数据获取模块包括：

遥感数据获取单元，用于获取历史遥感波浪有效波高数据集；

浮标数据获取单元，用于获取历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集。

进一步地，所遥感数据获取单元还用于获取多个历史遥感波浪有效波高数据；在多个历史遥感波浪有效波高数据中，将位置位于海洋且信噪比大于预设值的数据加入至历史遥感波浪有效波高数据集中。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行第一方面所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的波浪浮标有效波高的交叉校准方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的建立浮标有效波高交叉校准方程的过程示意图；

图3为本申请实施例提供的数值离散平均的效果示意图；

图4为本申请实施例提供的数值回归的效果示意图；

图5为本申请实施例提供的波浪浮标有效波高的交叉校准装置的结构组成示意图；

图6为本申请实施例提供的方程建立模块的结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

波浪浮标是目前波浪观测中最为传统与最为基本的观测工具。由于波浪浮标观测属于对波浪状态的直接测量方式，往往认为其对波浪有效波高等要素的观测是最为准确和可靠的，因此在物理海洋等领域将浮标观测看作是真值并作为海洋遥感校准、波浪数值预报、物理海洋学以及气象气候学的研究的基准。

然而，不同国家或不同观测体系下所使用的波浪浮标在直径、体积、重量等规格上不尽相同，因此不同规格的浮标对于波浪的动态响应也有一定的差异，进而对波浪观测结果产生影响，从而破坏了浮标波浪观测一致性。值得注意的是，由于浮标作为大量观测数据或研究工作的上游数据，浮标数据的偏差将引起一系列后续相关业务或研究工作的误差甚至错误，因此波浪浮标数据一致性是极为重要的。

交叉校准就是保证浮标观测一致性的重要方法。在波浪浮标的交叉校准工作中往往采用同步观测的方法，即将待校准的浮标部署在相同位置，并在同一时间内进行观测，用同步观测数据完成对于不同浮标的交叉校准。但是进行同步观测实验需要将所有待校准的浮标特地的部署在同一地点且需要较长的观测时间，这种方式成本较高，若完成对于不同国家浮标的交叉校准工作，可行性很低。

综上所述，波浪浮标观测作为最基础、最重要的波浪观测方式，其交叉校准工作是极为必要的，但受限于同步观测方法在成本、可行性上的缺陷，很难完成不同国家或体系的浮标交叉校准工作，因此一种便捷的、不受地理因素影响的波浪浮标交叉校准方法对于保证浮标波浪观测的一致性与可靠性是非常重要的，同时也对浮标数据的后续应用研究的精度具有重要价值。

需要说明的是，基于上述现有技术中的种种缺陷，本申请实施例的思路包括但不限于：

以历史遥感波浪有效波高数据作为中间数据，分别与待交叉校准的浮标进行时空匹配并建立不同浮标之间的联系，并通过回归得到不同浮标之间的交叉校准方程。之后，即可将新的待校准的波浪浮标的波浪观测数据输入该浮标有效波高交叉校准方程，获得修正后的浮标波浪有效波高数据，从而完成波浪浮标交叉校准过程，提高波浪浮标波浪观测数据中波浪有效波高的可靠性与一致性。

需要说明的是，以上现有技术中的技术方案所存在的种种缺陷，均是发明人经过仔细的实践研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在实现本申请过程中对本申请做出的贡献。

在介绍本申请实施例所提供的波浪浮标有效波高的交叉校准方法的可能实施方式之前，为了使得该波浪浮标有效波高的交叉校准方法更加清楚，首先说明，本申请实施例中所使用的波浪遥感手段为卫星雷达高度计，但事实上本申请所属方法并不局限于卫星雷达高度计，任何具备波浪有效波高的卫星遥感手段均可适用，例如合成孔径雷达(SAR)等；同样的，本申请实施例中所使用的浮标类型也并不局限于实施例中给出的具体型号。

针对上述现有技术中的问题，本申请提供了一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法、装置、电子设备及存储介质。

实施例一

参见图1，本申请实施例中所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法可应用于服务器。

本申请实施例的波浪浮标有效波高的交叉校准方法，包括如下步骤：

S1，获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据；

S2，将历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配、数值离散平均以及匹配回归，建立浮标有效波高交叉校准方程；

S3，获取待校准波浪浮标的波浪观测数据，该波浪观测数据为波浪有效波高数据；

S4，通过浮标有效波高交叉校准方程对波浪有效波高数据进行修正，获得修正后的浮标波浪有效波高数据。

在具体实施中，获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据的过程如下：

获取历史遥感波浪有效波高数据集；

获取历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集。

具体地，获取历史遥感波浪有效波高数据集的过程包括：获取多个遥感波浪有效波高数据；在多个历史遥感波浪有效波高数据中，将位置位于海洋且信噪比大于预设值的数据加入至历史遥感波浪有效波高数据集中。

在本实施例中，所获取的历史遥感波浪有效波高数据集为雷达高度计历史波浪有效波高数据的集合。上述卫星遥感波浪有效波高数据集可以是Jason-3雷达高度计、SARAL/ALTKa雷达高度计、Sentinel-3A雷达高度计与中国海洋二号B卫星(HY2B，Hai Yang 2B)2018-2020年的所观测的波浪有效波高数据。其中前三种雷达高度计的数据作为浮标交叉校准的中间数据，而HY2B数据作为对本实施例效果的验证数据。

上述获取的历史遥感波浪有效波高数据集中的每个数据可以对应表示质量缺陷的质量标识或表示质量正常的质量标识，因此，对历史遥感波浪有效波高数据集质量控制即是将历史遥感波浪有效波高数据集中对应质量缺陷的质量标识的数据剔除即可。

在本实施例中，所获取的历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集包括多个波浪浮标体系中历史浮标观测波浪有效波高。

需要补充的是，上述的历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集可以是来自于美国国家浮标数据中心(NDBC，National Data Buoy Center)、英国气象局(Met Office)、法国气象局(Meteo France)以及中国自然资源部波浪业务观测浮标于2018-2020年浮标观测的波浪有效波高。在实施例中，考虑到前三者浮标主要为3m直径波浪浮标，因此将前三个浮标系统作为一个整体来考虑，在本实施例中统称为“国外浮标”；对于中国业务波浪浮标统称为“中国浮标”。当然，对于本申请所提供方法中的历史遥感波浪有效波高数据集和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集，本申请对其来源并不作限定。

进一步地，如图2所示，S2包括：

S21，将历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配，获得时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集；

S22，对时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集进行数值离散平均，获得离散后的均值数据集；

S23，根据均值数据集建立浮标有效波高交叉校准方程。

在实施S21过程中，可以理解的是，在获取到上述的两个数据集(历史遥感波浪有效波高数据集和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集)之后，这两个数据集中的数据可能在时间和空间上并不是一一匹配的。这无法用于后续对不同浮标数据进行正确有效的匹配和回归。

因此需要将历史遥感波浪有效波高数据集和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集中的数据在时间和空间上进行一一匹配，进而获取到多个数据对。在本实施例中，雷达高度计数据即为Jason-3、SARAL、Sentinel-3A与HY2B雷达高度计数据；不同浮标数据即国外浮标与中国浮标。上述时空匹配可能的实施方式包括：遍历判断历史遥感波浪有效波高数据集中的每个数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集中的每个数据是否在时间与空间上相匹配，获取所有相匹配的数据，可以按“时间与空间匹配规则”方式进行判断：

对于在空间上的匹配，可以分别获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据对应的第一经纬度和第二经纬度，计算第一经纬度和第二经纬度之间的直线距离；若直线距离小于30km，则认为这两者在空间上匹配成功。对于在时间上的匹配，可以分别获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据对应的第一观测时间和第二观测时间，计算这两个观测时间的差值；若差值在0.5小时之内(无论正负)，则认为这两者在时间上匹配成功。若历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据在时间和空间上均匹配成功，则认为该历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据在时间与空间上相匹配。

最后，在历史遥感波浪有效波高数据集和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集中，根据上述“时间与空间匹配规则”，分别在这两个数据集中选出所有在时间与空间上相匹配的历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据。

需要补充的是，在执行S21之后，可以得到多个数据对。而由于每个数据均对包括一对在时间与空间上相匹配的历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据。也即是说，执行S21之后，可以得到多个历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据。

那么，经过如上时空匹配处理后，能够得到国外浮标与中国浮标分别与Jason-3、SARAL、Sentinel-3A与HY2B雷达高度计的时空匹配后的数据集(即卫星-浮标有效波高数据集)。

在S22中，以Jason-3高度计与国外浮标/中国浮标的数据集为例。在完成了时空匹配后，对于雷达高度计不同大小的有效波高观测，都有相应的国外/中国浮标观测与之相对应。那么将雷达高度计的有效波高按照0.1m的数值间隔进行离散分段。在本实施例中从0.4m开始，每0.1m分为一段，到4m为止，也即包括[0.4-0.5)；[0.5-0.6)；[0.6-0.7)；…[3.9-4.0)；的36个有效波高离散区间。保持国外浮标/中国浮标与之的对应关系不变，那么相对应的国外浮标/中国浮标有效波高的数据集也被分为了36个区间。

为了更清晰的展示数值离散平均的作用，可见图3。图3给出的是当Jason-3雷达高度计的有效波高在[0.7-0.8)区间时，国外浮标/国内浮标的有效波高分布情况。从图3可以看出，国外浮标有效波高的数值大小分布整体高于国内浮标，已经可以看出两种不同规格的浮标系统对于波浪有效波高观测的系统性差异。

接下来，针对上述36个区间，将每一个区间中国外浮标/中国浮标的有效波高数值进行平均，得到对应区间的均值。至此完成了数据集数值离散平均的过程。

需要补充的是，在执行S22之后，可以得到多个基于Jason-3高度计的新的数据对(均值数据集)，即离散后的36个雷达高度计有效波高区间以及与每个区间所对应的2种浮标有效波高的均值，分别是国外浮标的有效波高均值与中国浮标的有效波高均值。

同样的，使用相同方法可以得到针对SARAL、Sentinel-3A与HY2B雷达高度计的数值离散平均数据对(均值数据集)。

在执行S23时，可以理解的是，在经过数值离散平均后的数据对中，对于雷达高度计每一个有效波高区间，都有国外浮标与中国浮标的观测均值。由于这两个均值都是在雷达高度计同一种观测大小下的，这两个均值便是两种浮标能够相互匹配对应的数值。例如在Jason-3雷达高度计观测[0.80.9)区间，国外浮标均值为0.87m，中国浮标均值为0.72m，则这两个均值即为两种浮标匹配对应的散点坐标，此坐标事实上就与雷达高度计观测无关。

按照上述方法，使用Jason-3、SARAL与Sentienl-3A高度计分别建立上述国外浮标与中国浮标均值的观测匹配并绘制散点分布图，基于最小二乘法进行回归，可以得到图4。

基于最小二乘法对国外浮标与中国浮标均值散点进行回归，即得到两者的交叉校准方程。在实施例中，该校准方程为：

其中，SWH_C为校准前中国波浪浮标有效波高，SWH_C-Cal为校准后的中国波浪浮标有效波高。

在获得交叉校准方程后，对于后续新的中国波浪浮标有效波高观测，即可直接带入此方程后即可得到与国外浮标一致的经过校准的有效波高。

下面，将使用中国HY2B雷达高度计数据对上述方法实施例对于浮标一致性改善的有益效果作进一步解释。具体的，若国外浮标与中国浮标波浪有效波高观测存在差异，则上述两种浮标对于HY2B波浪遥感的精度评估结果也将出现明显区别。因此通过HY2B对于交叉校准前后，在国外浮标和中国浮标的评估结果差异，来展示浮标交叉校准的重要性以及本发明方法的有效性。

所使用的HY2B雷达高度计获取数据的时间为2019年4月1日至2020年3月31日，将上述雷达高度计国外浮标与中国浮标进行时空匹配后完成对于HY2B雷达高度计波浪有效波高精度的评估差异。

中国波浪浮标进行交叉校准前后的具体的精度评估如表1所示。可以看到，由于国外浮标与中国浮标在尺寸、重量等规格上存在显著差异，因此使用国外浮标与中国浮标对HY2B雷达高度计波浪有效波高精度的评估结果也不用。其中国外浮标对于HY2B的评估的系统偏差、均方根误差与相对误差分别是0.133m与0.216m，然而如果用中国浮标对其精度进行评估，得到的结果却是0.232m与0.301m，两者差异巨大。这是因为中国浮标由于体积和重量更大，所以该浮标测得的波浪有效波高偏小，因此其评估的系统偏差更高。在使用了本发明实施例得到的交叉校准公式修正后，中国浮标对于HY2B的精度评估结果为系统偏差0.123m、均方根误差0.230m，与国外浮标的评估结果非常接近。因此可以看到，无论是对于系统偏差还均方根误差，本申请实施例所提供的波浪浮标交叉校准方法显著地改善了国外浮标与中国浮标由于规格不同导致的一致性差异，波浪浮标的一致性。

表1测试集上修正前后卫星高度计有效波高精度及改善程度

基于上述实验数据可知，本申请实施例所提供的波浪浮标有效波高的交叉校准方法能够基本消除不同规格浮标之间的数据不一致的问题。因此，本申请实施例能够对波浪浮标进行交叉校准，从而提高了波浪浮标观测数据的一致性与可靠性。

实施例二

为了执行上述实施例一对应的方法，以实现相应的功能和技术效果，下面提供一种波浪浮标有效波高的交叉校准装置。

参见图5，本申请实施例的波浪浮标有效波高的交叉校准装置包括：

历史数据获取模块1，用于获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据；

方程建立模块2，用于将历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配、数值离散平均以及匹配回归，建立浮标有效波高交叉校准方程；

待校准数据获取模块3，用于获取待校准波浪浮标的波浪观测数据，该波浪观测数据为波浪有效波高数据；

数据修正模块4，用于通过浮标有效波高交叉校准方程对波浪有效波高数据进行修正，获得修正后的浮标波浪有效波高数据。

进一步地，如图6所示，方程建立模块2包括：

时空匹配单元21，用于将历史遥感波浪有效波高数据与历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据进行时空匹配，获得时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集；

数值离散平均单元22，用于对时空匹配后的卫星-浮标有效波高数据集进行数值离散平均，获得离散后的均值数据集；

方程建立单元23，用于根据均值数据集建立浮标有效波高交叉校准方程。

作为一种可选的实施方式，历史数据获取模块包括：

进一步地，遥感数据获取单元还用于获取多个历史遥感波浪有效波高数据；在多个历史遥感波浪有效波高数据中，将位置位于海洋且信噪比大于预设值的数据加入至历史遥感波浪有效波高数据集中。

上述的波浪浮标有效波高的交叉校准装置可实施上述实施例一的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。上述实施例一中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。

本申请实施例的其余内容可参照上述实施例一的内容，在本实施例中，不再进行赘述。

实施例三

本申请实施例提供一种电子设备包括存储器及处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器运行计算机程序以使电子设备执行实施例一的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。

可选地，上述电子设备可以是服务器。

另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现实施例一的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种波浪浮标有效波高的交叉校准方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述均值数据集建立所述浮标有效波高交叉校准方程；

2.根据权利要求1所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法，其特征在于，所述获取历史遥感波浪有效波高数据和历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据的步骤，包括：

获取历史遥感波浪有效波高数据集；

获取历史不同规格浮标观测波浪有效波高数据集。

3.根据权利要求2所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法，其特征在于，所述获取历史遥感波浪有效波高数据集的步骤，包括：

获取多个所述历史遥感波浪有效波高数据；

4.一种波浪浮标有效波高的交叉校准装置，其特征在于，所述装置包括：

数据修正模块，用于通过所述浮标有效波高交叉校准方程对所述波浪有效波高数据进行修正，获得修正后的浮标波浪有效波高数据；

其中，所述方程建立模块包括：

5.根据权利要求4所述的波浪浮标有效波高的交叉校准装置，其特征在于，所述历史数据获取模块包括：

6.根据权利要求5所述的波浪浮标有效波高的交叉校准装置，其特征在于，所述遥感数据获取单元还用于获取多个历史遥感波浪有效波高数据；在多个历史遥感波浪有效波高数据中，将位置位于海洋且信噪比大于预设值的数据加入至历史遥感波浪有效波高数据集中。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1至3中任一项所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的波浪浮标有效波高的交叉校准方法。