HY/T×××—××××

自主海洋衛星微波散射計數據處理技術規范

1范圍

本文件規定了我國自主海洋衛星微波散射計（以下簡稱“散射計”）產品的數據處理

技術要求。

本文件適用于散射計2級海面風場標準數據產品的業務化生產。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日

期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包

括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3784電工術語雷達

GB/T12763.2海洋調查規范第2部分：海洋水文觀測

GB/T12763.3海洋調查規范第3部分：海洋氣象觀測

GB/T14914.5海洋觀測規范第5部分：衛星遙感觀測

GB/T15918海洋學綜合術語

GB/T15920海洋學術語：物理海洋學

HY/T147.7海洋監測技術規程第7部分：衛星遙感技術方法

3術語與定義

GB/T3784、GB/T15918、GB/T15920界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

微波散射計microwavescatterometer

通過精確的海面后向散射系數測量，從而實現海面風場觀測的主動微波遙感器。

3.2

歸一化雷達散射截面normalizedradarcrosssection（NRCS）

目標單位面積的雷達散射截面，一般也稱為后向散射系數。

3.3

地球物理模式函數geophysicalmodelfunction（GMF）

海面后向散射系數與極化方式、觀測入射角、方位角、海面風速和海面風向的對應關

3

HY/T×××—××××

系。

3.4

海面風速seasurfacewindspeed

海面以上10m參考高度中性穩定條件下的風速（單位：m/s）。

3.5

海面風向seasurfacewinddirection

海面以上10m參考高度中性穩定條件下的風向，海洋學定義為風的去向與正北方向

的夾角。

3.6

風矢量單元windvectorcell（WVC）

微波散射計在地球表面觀測區域劃分成的等面積正方形網格單元。

3.7

風場反演windfieldinversion

利用后向散射系數數據進行海面風場（包括海面風速和海面風向）估計的過程。

4總則

4.1坐標系統

建議采用大地坐標系，用經度和緯度表示。

4.2時制和日界

觀測時間采用世界協調時（UTC、CoordinatedUniversalTime），以UTC時00時為日

界。

4.3產品規格

4.3.1WVC空間分辨率

不超過微波散射計后向散射系數的空間分辨率，一般為12.5km、25km或者50km。

4.3.2產品精度

產品精度見表1。

表1最低精度要求（均方根誤差）

產品要素產品精度

海面風速優于2m/s或10%（取大值）、

海面風向優于20°

4.3.3產品分類

4

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微波散射計標準數據產品分為L2A和L2B兩類。

L2A級數據產品包括但不限于以下數據內容：

a)觀測時間信息

b)地理定位信息

c)后向散射系數信息

d)測量誤差信息

e)輔助信息

f)質量標識

L2B級數據產品包括但不限于以下數據內容：

a)觀測時間信息

b)地理定位信息

c)海面風場信息

d)輔助信息

e)質量標識

4.3.4數據格式

采用網絡通用數據格式（NetworkCommonDataForm，NetCDF）。

5數據處理

5.1總體流程

微波散射計數據處理總體流程如圖1所示。具體包括：數據準備、網格劃分、面元匹

配、面元組合、后向散射系數誤差估計、大氣衰減校正、后向散射系數定標、反演處理、

去模糊處理以及質量控制等步驟。

5

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圖1數據處理流程圖

5.2數據準備

包括數據處理所需的微波散射計1級數據和處理過程所需要的輔助數據，具體如下：

a)經地理定位和定標等預處理后的1級數據；

b)海陸標識輔助數據；

c)海冰標識輔助數據；

d)海面風場輔助數據；

e)大氣衰減系數查找表。

5.3網格劃分

根據1級數據中的衛星軌道信息，將微波散射計在地球表面的觀測區域沿著順軌方向

和垂直于星下點地面軌跡（交軌）方向劃分為一系列指定WVC空間分辨率的等面積正方

形網格，并按順序賦予每個網格行號和列號。

6

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5.4面元匹配

將海陸標識、海冰標識和海面風場輔助數據分別進行時空插值，獲取微波散射計1

級數據每個面元位置的海陸標識信息、海冰標識信息以及海面風場輔助數據信息。

5.5面元組合

依次計算1級數據每個面元所屬的WVC網格的行號和列號。根據面元匹配的結果，

將陸地、海冰污染的面元剔除，然后把位于同一個WVC網格、極化方式相同、入射角差

異小于2、方位角差異小于20面元進行組合平均，從而獲取該WVC網格一個觀測視

角的平均測量信息，包括但不限于：

a)后向散射系數；

b)入射角；

c)方位角；

d)經度；

e)緯度。

5.6后向散射系數誤差估計

面元組合過程中，針對每個觀測視角計算用于組合平均的一組面元的后向散射系數標

準差，該標準差除以組合平均值即得出歸一化后向散射系數誤差。

5.7大氣衰減校正

利用大氣衰減系數查找表來校正晴空條件下大氣層引起的微波后向散射衰減系數。大

氣衰減系數查找表一般是利用星載微波輻射計多年的觀測數據進行月平均處理得到，平均

處理時僅考慮晴空條件下的測量值。

5.8后向散射系數定標

利用后向散射系數已知的點目標或擴展面目標，對面元組合后每個觀測視角的后向散

射系數進行標定，從而校正后向散射系數偏差的過程。

5.9反演處理

針對每個WVC網格，利用微波散射計在不同觀測視角下獲取的一組后向散射系數，

結合地球物理模式函數反演得出海面風速和海面風向的過程。微波散射計主要采用最大似

然估計法反演海面風場，反演的代價函數一般有若干個局部最小值，其對應的風矢量稱為

模糊解。

7

HY/T×××—××××

5.10去模糊處理

利用模糊解去除算法，結合海面風場輔助數據對反演處理得出的模糊解進行濾除，獲

取每個WVC網格唯一海面風場解的過程。建議采用的模糊解濾除算法包括圓中數濾波

法、二維變分分析去模糊法。

5.11質量標識

對每個風單元的風場反演結果進行質量標識，質量標識中宜包括：降雨標識，陸地標

識，海冰標識，風場反演質量等。

6質量控制

6.1檢查內容

檢查的主要內容包括：

a)數據的連續性和完整性；

b)產品要素是否在正常范圍；

c)海陸、海冰、降雨標識是否完備。

6.2檢查標準

檢查標準見表2。

表2檢查標準

檢查內容檢查標準備注

歸一化后向散射系數-40dB20dB

風速測量范圍具體由

海面風速0m/s30m/s（建議值）

載荷指標決定

海面風向0°360°

大氣衰減0dB1dB

海陸標識0或10:海洋；1：陸地

海冰標識0或10:無冰；1：有冰

降雨標識0或10:無雨；1：有雨

大氣衰減地圖數據可用性

0或10:可用；1:不可用

標記

7產品制作規范

7.1產品數據集制作

按照以下規則命名微波散射計標準數據產品，文件的名稱中應包括：衛星縮略名、產

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品縮略名、載荷縮略名、產品等級縮略名、觀測時間、軌道號和版本信息等信息。

命名示例：CFO_EXPR_SCA_C_L2A_OR_20190101T000120_00967_250_30_owv。

數據產品目前通常采用NetCDF格式存儲。數據產品制作要滿足以下功能：

a)自描述功能：每個數據產品文件不僅包含元數據，還要包含元數據的各種屬性描

述；

b)結構獨立：數據文件不依賴于計算機和操作系統；

c)訪問隨機：可以隨機訪問數據產品中任意一個或一部分元數據；

d)可追加功能：對于新數據，可以直接追加，不需要重寫。

7.2產品的元數據

微波散射計數據產品是關于衛星微波散射計與信息資源的數據，即關于數據的內容、

質量、狀況和其他特性的信息。

微波散射計的元數據包括：觀測點的時間、經度、緯度、后向散射系數質量標識符

（L2A）、后向散射系數（L2A）、觀測入射角（L2A）、觀測方位角（L2A）、歸一化后向

散射系數測量誤差（L2A）、大氣衰減系數（L2A）、反演殘差（L2B）、反演風場質量標識

符（L2B）、反演的海面風速及海面風向（L2B）等。

7.3元數據屬性說明

是元數據實體的說明性、標注性文件。其描述的內容包括：數據來源、元數據名稱、

元數據最大最小值、質量標志、單位、尺度因子、坐標、制作單位和其它有關數據特性的

信息。

————————————

9

ICSXX.XXX

AXXHY

中華人民共和國海洋行業標準

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自主海洋衛星微波散射計數據處理技術

規范

Technicalspecificationforautonomousoceansatellitemicrowavescatterometer

dataprocessing

（征求意見稿）

××××-××-××發布××××-××-××實施

中華人民共和國自然資源部發布

HY/T×××—××××

自主海洋衛星微波散射計數據處理技術規范

1范圍

本文件規定了我國自主海洋衛星微波散射計（以下簡稱“散射計”）產品的數據處理

技術要求。

本文件適用于散射計2級海面風場標準數據產品的業務化生產。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日

期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包

括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3784電工術語雷達

GB/T12763.2海洋調查規范第2部分：海洋水文觀測

GB/T12763.3海洋調查規范第3部分：海洋氣象觀測

GB/T14914.5海洋觀測規范第5部分：衛星遙感觀測

GB/T15918海洋學綜合術語

GB/T15920海洋學術語：物理海洋學

HY/T147.7海洋監測技術規程第7部分：衛星遙感技術方法

3術語與定義

GB/T3784、GB/T15918、GB/T15920界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

微波散射計microwavescatterometer

通過精確的海面后向散射系數測量，從而實現海面風場觀測的主動微波遙感器。

3.2

歸一化雷達散射截面normalizedradarcrosssection（NRCS）

目標單位面積的雷達散射截面，一般也稱為后向散射系數。

3.3

地球物理模式函數geophysicalmodelfunction（GMF）

海面后向散射系數與極化方式、觀測入射角、方位角、海面風速和海面風向的對應關

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