基于 OCO - 2 氧气 A 带辐射数据与地面台站气压观测数据构建近地面气压监测算法方案

基于 OCO - 2 氧气 A 带辐射数据与地面台站气压观测数据构建近地面气压监测算法方案
一、数据获取与准备
（一）OCO - 2 氧气 A 带辐射数据
数据下载：从 OCO - 2 官方数据发布平台（如 NASA 的相关数据存储库），按照研究所需的时间范围（例如，近 5 年的数据以获取足够的样本）和空间范围（覆盖研究区域，如特定国家或大陆范围）下载氧气 A 带辐射数据产品。这些数据产品通常包含不同波段的辐射强度信息以及对应的地理位置、观测时间等元数据。
数据格式转换与解包：OCO - 2 数据可能以特定的二进制或压缩格式存储。使用专门的数据处理工具（如 HDFView 等）将数据转换为易于处理的格式，如 NetCDF 格式，并解包出所需的辐射数据变量，如氧气 A 带的辐亮度、反射率等关键信息。
（二）地面台站气压观测数据
数据收集：与相关气象部门（如中国气象局、美国国家气象局等）或国际气象数据共享平台（如 World Meteorological Organization 的数据库）合作，获取地面台站的气压观测数据。确保数据涵盖与 OCO - 2 数据相匹配的时间和空间范围，且包含不同海拔高度台站的气压值。
数据清理与预处理：检查地面台站气压数据是否存在缺失值、异常值（如明显超出合理范围的气压值）。对于缺失值，采用线性插值、K 近邻插值等方法进行填充；对于异常值，根据历史数据分布和气象学常识进行修正或删除。同时，将地面台站的经纬度、海拔高度等信息与气压值整合，方便后续与 OCO - 2 数据进行匹配。
二、特征工程
（一）数据匹配与同步
时间同步：由于 OCO - 2 卫星观测时间与地面台站观测时间存在差异，需要将两者数据在时间上进行同步。以地面台站观测时间为基准，选取 OCO - 2 在地面台站观测时间点前后一定时间窗口内（如 ±15 分钟）的观测数据进行匹配，确保两者数据反映的是相近时刻的大气状态。
空间匹配：根据地面台站的经纬度信息，在 OCO - 2 数据中找到对应的空间位置观测数据。由于 OCO - 2 观测具有一定的空间分辨率，可能存在多个 OCO - 2 观测点对应一个地面台站的情况，此时可采用空间平均或距离加权平均等方法，获取与地面台站位置最为接近且具有代表性的 OCO - 2 辐射数据。
（二）特征提取与选择
基于 OCO - 2 数据的特征
辐射强度特征：提取氧气 A 带不同波长处的辐亮度、反射率等原始辐射强度值作为特征。这些值直接反映了大气对太阳辐射在氧气 A 带的吸收和散射情况，与大气成分和气压密