[發明專利]土壤水分混合型遙感反演方法及系統

有效

• 申請號: 201710428287.1
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107389895B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 王橋;趙少華;姚云軍;劉思含;毛學軍;吳艷婷
• 申請（專利權）人: 環境保護部衛星環境應用中心
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明實施例涉及微波遙感技術領域，尤其涉及一種土壤水分混合型遙感反演方法及系統。

背景技術

土壤水分是水分由于在土壤中受到重力、毛管引力、水分子引力、土粒表面分子引力等各種力的作用，形成不同類型的水分。土壤水分是地表干旱信息最重要的表征參量，是農業生產和水資源管理的重要依據。遙感技術能夠提供地表的多源多維多時相信息，為地表土壤水分反演開辟了新的途徑。

傳統的地表土壤水分獲取是用觀測點上的數據來進行的，其中應用最多的是土鉆取土稱重以及中子儀測量法。要實現大范圍區域的土壤水分估算，遙感技術是可行的途徑之一。衛星遙感蒸散估算從20世紀70年代開始，針對土壤水分反演，利用遙感作為其中的輸入參數，已經產生了眾多的土壤水分模型和方法，如基于熱慣量模型、植被指數和地表溫度三角形特征空間的溫度植被干旱指數方法和垂直干旱指數(Perpendicular Drought Index,以下簡稱PDI)等。

在現有的土壤水分遙感反演方法中，需要確定地表溫度三角形干邊、濕邊和土壤線參數，但是，這些參數很難精準地確定，參數化困難、可靠性低，易受干擾，進而限制了這些方法在實際應用中的可操作性。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明實施例提供一種土壤水分混合型遙感反演方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供一種土壤水分混合型遙感反演方法，所述方法包括：

獲取估算區所需地表類型區域的第一遙感圖像數據和第一氣象數據；其中，所述第一遙感圖像數據包括第一可見光波段反射率、第一近紅外波段反射率和第一短波紅外波段反射率，所述第一氣象數據包括第一相對濕度和第一空氣溫度；

根據所述第一遙感圖像數據，計算所述估算區的第一比值植被指數和第一地表水分指數；

根據所述第一比值植被指數、所述第一地表水分指數、所述第一氣象數據和土壤水分混合型遙感反演模型，計算所述估算區的第一土壤水分。

第二方面，本發明實施例提供一種土壤水分混合型遙感反演系統，所述系統包括：

第一獲取模塊，用于獲取估算區所需地表類型區域的第一遙感圖像數據和第一氣象數據；其中，所述第一遙感圖像數據包括第一可見光波段反射率、第一近紅外波段反射率和第一短波紅外波段反射率，所述第一氣象數據包括第一相對濕度和第一空氣溫度；

第一計算模塊，用于根據所述第一遙感圖像數據，計算所述估算區的第一比值植被指數和第一地表水分指數；

第二計算模塊，用于根據所述第一比值植被指數、所述第一地表水分指數、所述第一氣象數據和土壤水分混合型遙感反演模型，計算所述估算區的第一土壤水分。

第三方面，本發明實施例提供一種土壤水分混合型遙感反演設備，所述設備包括存儲器和處理器，所述處理器和所述存儲器通過總線完成相互間的通信；所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令能夠執行上述土壤水分混合型遙感反演方法。

第四方面，本發明實施例提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現上述土壤水分混合型遙感反演方法。

本發明實施例提供的土壤水分混合型遙感反演方法及系統，將實測氣象數據、實測土壤水分以及遙感圖像數據相結合，通過利用遙感圖像數據計算出比值植被指數和地表水分指數，以土壤水分和比值植被指數以及地表水分指數之間的定量關系為依托，在吸收經驗土壤水分反演算法優點的基礎上，引入由實測的土壤水分通過回歸計算得出的經驗系數，構建土壤水分混合型遙感反演模型，使用所述土壤水分混合型遙感反演模型，計算估算區的土壤水分。所述方法和系統，既有明確的物理基礎，又具有輸入參數少、簡單、靈活、易于操作等優點，因此，具有更廣闊的適用面和應用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的土壤水分混合型遙感反演方法流程圖；

圖2為本發明實施例提供的土壤水分混合型遙感反演系統的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的土壤水分混合型遙感反演設備的結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的由估算土壤水分和地面實測的土壤水分建立的散點圖。

具體實施方式