MODIS PWV Neural Network Correction Model Considering Spatial Neighborhood Characteristics

LIU Yang ,  

ZHANG Wenyuan ,  

LI Wenyun ,  

ZHANG Shubi ,  

ZHANG Kefei ,  

WANG Nandi ,  

GAO Yu ,  

WANG Mengyao ,  

摘要

Технология дистанционного зондирования спутника является одним из главных способов обнаружения содержания водяного пара в атмосфере, и имеет высокое пространственное разрешение. Однако эта технология имеет низкую точность зондирования, что затрудняет удовлетворение требований изучения изменения водяного пара в атмосфере. Недавно многие ученые последовательно используют точечные данные GNSS PWV для правильной коррекции данных о водяном паре с облаками MODIS и получения точных продуктов дистанционного зондирования водяного пару с облачностью. Однако большинство научных исследований на основе точечных пространственных соответствий данных метеорологической станции GNSS и пикселя дистанционного зондирования игнорируют важное влияние сильной пространственной корреляции водяного пара в атмосфере, что приводит к ограниченной способности коррекции. В этих обстоятельствах использование информации о взаимосвязи между водяным паром в пространстве с помощью нелинейной обработки технологий машинного обучения играет важную роль в построении модели коррекции водяного пара MODIS. Данная модель использует алгоритм нейронной сети BP в качестве конструкции, выбирает информацию о облаках MODIS в рамках определенной шкалы, тип покрытия земли, пространственную позу датчика и другие нелинейные факторы влияния в качестве параметров входной модели. Результаты эксперимента с данными GNSS и PWV на западных районах США показывают, что среднеквадратическая ошибка коррекции модели PWV MODIS, предложенная в этой статье, составляет 2,13 мм, что уменьшает среднеквадратическую ошибку на 46,21% по сравнению с широко применяемой линейной моделью коррекции; по сравнению с текущими результатами модели точечного соответствия снижение среднеквадратической ошибки составляет 12,35%. По сравнению с временной и пространственной размерностью показатели показывают, что среднеквадратическая ошибка коррекции продуктов модели, предложенной в этом документе, стабильна в диапазоне от 2,0 до 3,0 мм, что доказывает преимущества модели коррекции, учитывая пространственные особенности, для коррекции продуктов дистанционного зондирования водяного пара и отражает точную пространственную и временную информацию о распределении водяного пара.

关键词

MODIS PWV;GNSS PWV;PWV Correction

阅读全文