[發明專利]基于ASAR和Hyperion數據反演植被覆蓋下土壤水分的方法及系統

有效

• 申請號: 201310058961.3
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103196862A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 姚云軍;程潔;劉素紅;張曉通;張楠楠
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種基于ASAR和Hyperion數據反演植被覆蓋下土壤水分的方法，其特征在于，該方法包括：?

S1、獲取實驗區的Hyperion高光譜圖像數據，提取實驗區中的植被區域；?

S2、構建基于比值指數及經驗系數的植被含水量模型：?

m_v＝a₀SR+b₀；?

其中，SR為植被水分比值指數，m_v為植被含水量，R_SWIR和R_NIR分別為近紅外波段和短波紅外波段反射率，a₀和b₀分別為經驗系數；?

S3、結合地面實測的m_v及Hyperion數據計算的SR值進行回歸計算，獲得所述經驗系數a₀和b₀的值；?

S4、匹配所述Hyperion高光譜數據所需的ASAR雷達數據；?

S5、將所述匹配后的Hyperion高光譜數據、ASAR雷達數據和所述植被含水量模型、所述a₀和b₀的值輸入水云模型，所述水云模型為：?

τ²＝exp(-2Bm_vsecθ)；?

其中，σ⁰是植被覆蓋地表下總的后向散射系數，為植被層的后向散射系數，是直接地表后向散射系數，τ²是農作物的雙程衰減因子，m_v是植被含水量，A和B分別為依賴于植被類型的參數，θ是雷達入射角；?

根據與植被覆蓋下土壤含水量m_s的關系：σ⁰_soil＝a₀ln(m_s)+b₀反演計算獲得植被覆蓋下土壤含水量m_s。?

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1包括：?利用Hyperion高光譜圖像數據的第32、33、48、49波段構建歸一化植被指數，實驗區中歸一化植被指數大于0.2的區域，判斷為植被區域。?

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2包括：利用Hyperion高光譜圖像數據的第48、49、130、131波段來構建植被水分比值指數，引入經驗系數a₀和b₀構建植被含水量模型。?

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4包括：利用高光譜數據的四個角點坐標匹配出所需的ASAR雷達數據。?

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述地表為農田地表?。

6.基于ASAR和Hyperion數據反演植被覆蓋下土壤水分的系統，其特征在于，該系統包括：?

植被區域提取模塊，用于利用高光譜圖像數據提取實驗區中的植被區域；?

植被含水量模型構建模塊，用于構建植被含水量模型；所述植被含水量模型構建模塊還包括回歸計算模塊，用于從數據庫中提取相應數據，通過回歸計算獲得經驗系數a₀和b₀的值；?

雷達數據匹配模塊，用于匹配高光譜圖像數據所需的微波雷達數據；?

土壤含水量計算模塊，用于基于ASAR雷達數據和半經驗的水云模型反演計算植被覆蓋下土壤含水量；?

數據庫模塊，用于存儲遙感測得的數據，并提供數據給相應模塊。?

7.如權利要求6所述系統，其特征在于，所述數據模塊包括：?

先驗知識庫，用于存儲區域實測的植被含水量以及含有近紅外和短波紅外的遙感數據；?

高光譜數據庫，用于存儲Hyperion高光譜圖像數據；?

雷達數據庫，用于存儲ASAR雷達數據。?