[發明專利]一種不同深度的土壤溫度估算方法

有效

• 申請號: 201711249846.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109871552B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 黃健熙;張超;黃然
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種不同深度的土壤溫度估算方法，其特征在于，包括：

S1，預處理光學和熱紅外衛星遙感數據，獲取地表溫度集合和植被指數集合；

S2，根據任一深度的土壤溫度觀測點坐標，從所述地表溫度集合和植被指數集合中，提取所述任一深度的土壤溫度觀測點對應的地表溫度和植被指數；根據所述任一深度的土壤溫度觀測時間，獲取所述任一深度的土壤溫度觀測時間對應的太陽赤緯；

S3，分析所述任一深度的土壤溫度分別與對應的地表溫度、植被指數和太陽赤緯的相關性，獲取相關性分析結果；

S4，根據所述相關性分析結果，建立所述任一深度的土壤溫度估算模型；

S5，重復步驟S2-S4，獲取不同深度的土壤溫度估算模型；

S6，根據所述不同深度的土壤溫度估算模型估算不同深度的土壤溫度；

所述步驟S1進一步包括：

從所述光學和熱紅外衛星遙感數據中提取圖層，并對圖層中的影像進行拼接、重采樣、投影轉換和裁剪，獲取地表溫度集合和植被指數集合。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3進一步包括：對所述任一深度的土壤溫度分別與對應的不同時間的地表溫度、不同衛星提供的植被指數和太陽赤緯兩兩進行相關性分析，相關系數計算公式如下：

其中，r為所述任一深度的土壤溫度與地表溫度、植被指數和太陽赤緯中任一變量的相關系數；x_i為所述任一變量、y_i為所述任一深度的土壤溫度，對應所述任一變量的平均值、對應所述任一深度的土壤溫度的平均值；i＝1,2,3,…,n，n為所述任一變量的有效數量。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中所述任一深度的土壤溫度估算模型如下擬合方程：

ST＝dLST+eNDVI+fDs+g

其中，ST為所述任一深度的土壤溫度估算值，LST為地表溫度，NDVI為植被指數數據，Ds為太陽赤緯，d、e、f和g為通過數據擬合得到系數。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S4還包括：計算所述擬合方程的均方根誤差、決定系數和偏差。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S5與S6間，還包括：利用驗證站點和年份實測土壤溫度數據，對所述不同深度的土壤溫度估算模型進行精度評價。

6.一種不同深度的土壤溫度估算系統，其特征在于，包括：

預處理模塊，用于預處理光學和熱紅外衛星遙感數據，獲取地表溫度集合和植被指數集合；

數據獲取模塊，用于根據任一深度的土壤溫度觀測點坐標，從所述地表溫度集合和植被指數集合中，提取所述任一深度的土壤溫度觀測點對應的地表溫度和植被指數；根據所述任一深度的土壤溫度觀測時間，獲取所述任一深度的土壤溫度觀測時間對應的太陽赤緯；

相關性模塊，用于分析所述任一深度的土壤溫度分別與對應的地表溫度、植被指數和太陽赤緯的相關性，獲取相關性分析結果；

第一建模模塊，用于根據所述相關性分析結果，建立所述任一深度的土壤溫度估算模型；

第二建模模塊，用于獲取不同深度的土壤溫度估算模型；

估算模塊，用于根據所述不同深度的土壤溫度估算模型估算不同深度的土壤溫度；

所述數據獲取模塊分別與所述預處理模塊和相關性模塊連接，所述第一建模模塊分別與所述相關性模塊和第二建模模塊連接，所述第二建模模塊與所述估算模塊連接；

所述預處理模塊具體用于：

從所述光學和熱紅外衛星遙感數據中提取圖層，并對圖層中的影像進行拼接、重采樣、投影轉換和裁剪，獲取地表溫度集合和植被指數集合。