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摘要：本发明公开了一种基于静止卫星数据的地表太阳短波辐射直接估算方法，属于太阳辐射估算领域。估算方法包括：获取卫星观测到的目标区域的大气层顶反照率数据，大气层顶反照率数据包括多个观测值，不同观测值为卫星在同一时刻不同波长范围内观测到的大气层顶反照率；获取训练完成的特征提取模型，经过计算，特征提取模型输出得到附加特征数据；获取训练完成的辐射预测模型，将所有观测值、太阳天顶角数据和附加特征数据输入辐射预测模型，输出得到地表太阳短波总辐射值和地表太阳短波直射辐射值。本发明直接从卫星的一级数据出发，构建与短波辐射及其分量的非线性复杂关系，该方法具有精度高、计算速度快、通用性强等优点。

主权项：1.一种基于静止卫星数据的地表太阳短波辐射直接估算方法，其特征是：包括以下步骤：获取卫星在波长0.3μm-3.0μm范围内观测到的目标区域的大气层顶反照率数据，所述大气层顶反照率数据包括多个观测值，不同观测值为卫星在同一时刻不同波长范围内观测到的大气层顶反照率；获取训练完成的特征提取模型，将所述观测值输入所述特征提取模型，经过计算，所述特征提取模型输出得到附加特征数据；获取训练完成的辐射预测模型，将所有观测值、所述目标区域的太阳天顶角数据和所述附加特征数据输入辐射预测模型，经过计算，所述辐射预测模型输出得到地表太阳短波总辐射值和地表太阳短波直射辐射值；所述附加特征数据包括第一特征值和第二特征值；所述特征提取模型内部计算过程包括以下步骤：根据波长的长度将所述观测值按顺序排列，得到第一数组；对所述第一数组依次进行第一卷积和第一激活操作，得到第二数组，所述第一数组的长度与所述第二数组的长度相等；所述第二数组减去所述第一数组，得到第三数组；取所述第三数组中所有元素的最大值，作为所述第一特征值；将所述第一数组的元素与所述第二数组的元素对应相乘，得到第四数组；将所述第四数组与所述第一数组拼接，得到第五数组；对所述第五数组依次进行第二卷积和第二激活操作，得到第六数组，所述第六数组的长度小于所述第五数组的长度；计算所述第六数组中所有元素的平均值，得到所述第二特征值；采用训练集训练所述特征提取模型和辐射预测模型时，所述训练集中的地表短波总辐射值和地表短波直射辐射值是基于物理模型计算得到的；基于物理模型计算得到所述训练集中地表短波总辐射值和地表短波直射辐射值包括以下步骤：获取预设区域的云相态，所述云相态包括晴空、水云或冰云；当所述云相态为晴空时，获取所述预设区域的第一数据集合，基于第一物理模型和所述第一数据集合计算得到预设区域的地表短波总辐射值和地表短波直射辐射值；所述第一数据集合包括以下维度数据：太阳天顶角、气溶胶光学厚度、水汽柱总量、臭氧柱总量和地表反照率；当所述云相态为水云时，获取所述预设区域的第二数据集合，基于第二物理模型和所述第二数据集合计算得到预设区域的地表短波总辐射值和地表短波直射辐射值；所述第二数据集合包括以下维度数据：太阳天顶角、水云光学厚度、水云粒子有效半径和地表反照率；当所述云相态为冰云时，获取所述预设区域的第三数据集合，基于第三物理模型和所述第三数据集合计算得到预设区域的地表短波总辐射值和地表短波直射辐射值；所述第三数据集合包括以下维度数据：太阳天顶角、冰云光学厚度、冰云粒子有效半径和地表反照率。

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百度查询： 四川轻化工大学 一种基于静止卫星数据的地表太阳短波辐射直接估算方法