[發明專利]基于改進雙通道算法的土壤水分遙感反演方法

在審

• 申請號: 201710164644.8
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106771089A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 宮阿都;呂瀟然;尹曉天;李靜;陳艷玲;王靜梅
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司11440
• 代理人: 許天易

1.一種基于改進雙通道算法的土壤水分遙感反演方法，該方法基于傳感器微波亮溫數據以及相應的輔助數據，反演研究區的土壤水分，其特征在于：該方法包括如下步驟，

步驟一，計算地表有效溫度T^eff；

步驟二，計算植被含水量VWC，該植被含水量包括葉片含水量VWC_f和莖體含水量VWCs，VWC＝VWC_s+VWC_f；

步驟三，根據獲得的植被含水量VWC計算植被光學厚度τ^c(f,p)；

步驟四，根據已獲得的地表有效溫度T^eff數據、植被光學厚度τ^c(f,p)數據、以及傳感器收到的亮溫數據計算得到粗糙地表發射率e^rough(f,p)；

步驟五，根據已獲得的粗糙地表發射率e^rough(f,p)，計算得到土壤體積含水量SM。

2.如權利要求1所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：所述傳感器為AMSR-E 10.65GHz傳感器。

3.如權利要求2所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：所述輔助數據包括土壤質地數據、地表覆蓋數據以及植被指數數據。

4.如權利要求3所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：所述地表有效溫度T^eff基于以下公式獲得

T^eff＝1.11×T_B,36.5V-15.20(T_B,36.5V＞259.8K) (1)

其中，T_B,36.5V＝259.8K是凍土和非凍土的區分閾值。

5.如權利要求4所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：

VWC_f＝1.9134×NDVI²-0.3215×NDVI，

其中，stem factor為常數，代表植被莖體所能存儲的最大水量，隨著植被類型的變化而變化，NDVI為植被指數，NDVI_max是年最大植被指數，NDVI_min是年最小植被指數。

6.如權利要求5所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：植被光學厚度τ^c(f,p)根據以下公式獲得

τ^c(f,p)＝b(f)×VWC (2)

其中，b(f)為常量，依賴于頻率和植被類型；VWC的單位為kg/m²。

7.如權利要求1-6中任一項所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：所述步驟五具體為，根據已獲得的粗糙地表發射率e^rough(f,p)計算垂直極化和水平極化方式下的粗糙地表發射率和然后基于以下公式

計算出土壤體積含水量SM，其中，α、β為常數，A、B和C為經驗常數。

8.如權利要求1-6中任一項所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：還包括步驟，根據雙通道算法土壤水反演結果以及研究區的土壤水分實測值，驗證反演方法的精度。

9.如權利要求8所述的土壤水分遙感反演方法，其特征在于：所述驗證反演方法的精度包括計算皮爾遜相關系數、RMSE和偏差，以及獲取絕對誤差頻率分布圖、進行時間序列分析和進行1:1線散點圖分析。