(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210904873.X (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 知天 （珠海横琴） 气象科技有限公司 地址 519000 广东省珠海市横琴新区宝华 路6号105室-67658 (72)发明人 王卓阳　吴家豪　贾盛彬　崔传忠　 (74)专利代理 机构 北京康盛知识产权代理有限 公司 11331 专利代理师 李欣芮 (51)Int.Cl. G01W 1/00(2006.01) G01W 1/08(2006.01) G06V 20/13(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/774(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种高解析度真彩可见光模 型生成、 反演方 法及其系统 (57)摘要 本发明提供一种高解析度真彩可见光模型 生成、 反演方法及其系统， 其能够快速可靠的转 化成全球永昼真彩可见光波 段反射率， 利用原解 析度的历史红外光数据的亮温数据生成历史红 外光亮温标准分布模型； 利用历史多通道亮温数 据生成全盘二维亮温模型； 将全盘二维亮温模型 与原解析度红外光亮温标准分布模型进行相似 度比对， 识别出晴空区， 在晴空区内的形成晴空 掩膜； 去除晴空信号， 生成历史多通道云层卫星 数据集； 将历史多通道云层卫星数据集进行区域 拆分， 获取每个区域内的有效数据形成局部时间 跨度数据集； 将各个区域的局部时间跨度数据集 内的二维亮温数据结合地理数据进行分布式训 练， 训练后整合得到原解析度的真彩可见光波 段 反射率模型。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 115267941 A 2022.11.01 CN 115267941 A 1.一种高解析度真彩可 见光模型生成方法， 其特 征在于， 所述 生成方法包括如下步骤： 将原解析度的历史红外光数据投影到地图坐标系统， 预处理所述历史红外光数据中的 亮温数据， 生成原解析度的历史 红外光亮温标准分布模型； 采集多通道卫星观测数据， 并对所述多通道卫星观测数据进行预处理， 形成全盘二维 亮温模型； 将全盘二维亮温模型与所述原解析度红外光亮温标准分布模型进行相似度比 对， 识别出晴空区， 在所述晴空区内的形成晴空掩膜； 去除晴空信号， 生成历史多通道云层 卫星数据集； 将所述历史多通道云层卫星数据集进行区域拆分， 获取每个区域内的有 效数据形成局 部时间跨度数据集； 将各个区域的所述局部时间跨度数据集内的二维亮温数据分成训练 集、 验证集和测试集， 结合地理数据进 行分布式训练， 训练后整合得到原解析度的真彩可见 光波段反射 率模型。 2.根据权利要求1所述的高解析度真彩可见光模型生成方法， 其特征在于， 所述生成原 解析度的历史 红外光亮温标准分布模型包括如下步骤： 将多个地球同步 卫星获取到的红外光 通道数据按2公里分辨 率投影至地图坐标系统； 提取同区域同时期的所述历史 红外光数据中的红外光 通道的亮温数据； 将所述亮温数据进行亮温值 排序； 根据排序结果选择 出晴空亮温数据； 根据所述晴空亮温数据构 成二维亮温数据矩阵， 生成原解析度红外光亮温标准分布模 型。 3.根据权利要求1所述的高解析度真彩可 见光模型生成方法， 其特 征在于， 所述多通道卫星观测数据进行 预处理， 形成二维数据矩阵包括如下步骤： 将获取到的所述多通道卫星观测数据投影至所述 地图坐标系统； 各通道卫星观测数据构建二维数据矩阵； 提取所述二维数据矩阵内的与所述历史红外光亮温标准分布模型的红外波段相同的 全盘二维亮温模型。 4.根据权利要求1所述的高解析度真彩可见光模型生成方法， 其特征在于， 所述将全盘 二维亮温模型与所述原解析度 红外光亮温标准分布模型进行相似度比对， 识别出晴空区， 在所述晴空区内的形成晴空掩膜包括如下步骤： 使用N*N像素面积的滑动窗口， 在滑动同时持续局部计算出S SIM值； 所述SSIM值大于 0.85时， 判定为晴空区。 5.根据权利要求1所述的高解析度真彩可见光模型生成方法， 其特征在于， 所述去除晴 空信号， 生成历史多通道云层卫星数据集包括： 将晴空掩膜内的历史真彩可见光卫星数据的反射率值替换成对应网格地貌的平均反 射率； 将晴空掩膜内的红外光 通道数据的亮温值 替换成特定值； 重新整理各通道数据输出为历史多通道云层卫星数据集。 6.根据权利要求1所述的高解析度真彩可见光模型生成方法， 其特征在于， 所述形成局 部时间跨度数据集中的有效数据获取方法为： 提取标准正午时间前后三小时的历史多通道 云层卫星数据集， 并将该 数据集平均分成4份， 形成局部时间跨度数据集。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115267941 A 27.根据权利要求1所述的高解析度真彩可见光模型生成方法， 其特征在于， 所述局部时 间跨度数据集的具体操作方法包括： 将红外光通道数据 转化为0‑255对应180K至320K亮温值的8位元数据， 将其作为伪色图 像的红通道； 将红外通道亮温数据转化为0 ‑255对应180K至320K亮温值的8位元数据， 将其作为伪色 图像的绿通道； 将全球海拔高度数据转化为0 ‑255对应‑10米至4000米海拔的8位元数据， 将其作为伪 色图像的蓝通道； 将所述红通道、 绿通道和蓝通道合并叠加生成伪色图像； 将多通道可见光反射率数据各自换算成各通道的8位元数据， 按照颜色属性叠合成真 彩可见光图像。 8.根据权利要求1所述的高解析度真彩可见光模型生成方法， 其特征在于， 所述分布式 训练包括如下步骤： 将训练集、 验证集和 测试集以S SH协议传输 至分布式训练节点； 每个节点以对抗神经网络pix2pixHD进行训练建模， 生成真彩可 见光波段反射 率模型。 9.一种高解析度真彩可见光模型反演方法， 包括权利要求1 ‑9所述的高解析度真彩可 见光模型生成方法， 其特 征在于， 所述反演方法为： 通过真彩可见光波段反射率模型反演得到原解析度的局部区域真彩可见光反射率瓦 片矩阵； 将所述晴空区内的像素值替换为对应区域内地貌反射率对应的色值， 生成局部区域真 彩可见光反射 率瓦片； 将各局部区域真彩可见光反射率瓦片按照地理区域划分合并成真彩可见光云图， 所述 真彩可见光云图的空间分辨 率不低于4公里； 对于合并过程中， 局部区域重 叠的部分， 采用平 滑处理。 10.一种高解析度真彩可见光生成及其反演系统， 其特征在于， 所述高解析度真彩可见 光生成及其反演系统包括： 数据采集模块， 用于获取原解析度的卫星气象数据； 数据预处理模块， 用于提取所述卫星气象数据中的历史红外光数据、 多通道卫星观测 数据的亮温数据， 并分别形成历史 红外光亮温标准分布模型和全盘二维亮温模型； 晴空掩膜 处理模块， 用于同一 时段同一区域内的历史红外光亮温标准分布模型和全盘 二维亮温模型进行相似度比对， 并识别出晴空 区， 并在所述晴空 区内形成晴空掩膜； 去除晴 空信号后， 生成历史多通道云层卫星数据集； 数据学习 模块， 采用分布式训练对各个节点的所述历史多通道云层卫星数据集进行学 习， 并形成原解析度的真彩可 见光波段反射 率模型； 数据反演模块， 根据 所述真彩可见光波段反射率模型反演得到局部真彩可见光反射率 瓦片矩阵； 将局部真彩可见光反射率瓦片矩阵按照地理区域划分合并成真彩可见光云图， 并平滑处理重叠区域。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115267941 A 3