[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)型MODIS植被供水指數(shù)的地表土壤含水量評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810683462.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN108876172B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟令奎;洪志明;張文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/02;G06Q50/06;G06K9/00;G06T7/136
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

1.一種基于改進(jìn)型MODIS植被供水指數(shù)的地表土壤含水量評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，實(shí)驗(yàn)區(qū)域的MODIS遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括如下子步驟，

步驟1.1，對(duì)MOD09A1中1-7波段地表反射率數(shù)據(jù)中的每個(gè)像元，進(jìn)行質(zhì)量控制操作，剔除受云、氣溶膠影響較大的像元數(shù)據(jù)，然后對(duì)MOD09A1的反射率產(chǎn)品重采樣到1km分辨率；

步驟1.2，對(duì)MOD11A2中的白天地表溫度LST數(shù)據(jù)中每個(gè)像元，進(jìn)行質(zhì)量控制操作，選擇質(zhì)量較好的像元；

步驟2，通過波段之間的組合運(yùn)算計(jì)算實(shí)驗(yàn)區(qū)域的地表水含量指數(shù)SWCI以及歸一化植被指數(shù)NDVI；其中地表水含量指數(shù)SWCI的計(jì)算公式如下，

式中，R₆與R₇分別為MODIS數(shù)據(jù)第6、7波段反射率；

歸一化植被指數(shù)NDVI的計(jì)算公式如下，

式中，R₁與R₂分別為MODIS數(shù)據(jù)第1、2波段反射率；

步驟3，實(shí)驗(yàn)區(qū)域裸土、低植被覆蓋區(qū)域與中、高植被覆蓋區(qū)域的閾值分割，包括以下子步驟，

步驟3.1，計(jì)算裸土像元的歸一化植被指數(shù)NDVI，設(shè)為最小歸一化植被指數(shù)NDVI_min；

步驟3.2，通過葉面積指數(shù)確定純植被像元對(duì)應(yīng)的歸一化植被指數(shù)NDVI，設(shè)為最大歸一化植被指數(shù)NDVI_max；

步驟33，計(jì)算植被覆蓋度Fvc，其計(jì)算公式如下，

式中NDVI_min與NDVI_max分別由步驟3.1和3.2獲得，NDVI_i為像元i的NDVI值；選取NDVI_i＝a時(shí)，F(xiàn)vc作為區(qū)分不同植被覆蓋區(qū)的閾值，高于該閾值對(duì)應(yīng)中、高植被覆蓋區(qū)，低于閾值則是裸土、低植被覆蓋區(qū)；

步驟3.4，獲得MODIS地表反射率LSR與白天地表溫度LST，計(jì)算其NDVI以及其他遙感指數(shù)，根據(jù)植被覆蓋度Fvc閾值將實(shí)驗(yàn)區(qū)域均劃分成兩類，即裸土、低植被覆蓋區(qū)域和中、高植被覆蓋區(qū)；

步驟4，根據(jù)步驟3中裸土、低植被與中、高植被覆蓋區(qū)域的Fvc閾值，選取中、高植被覆蓋區(qū)，通過SWCI與地表溫度LST的線性組合構(gòu)建改進(jìn)型MODIS指數(shù)，即地表水含量溫度指數(shù)SWCTI，公式如下：

式中，SWCI為地表水含量指數(shù)，C為地表溫度調(diào)整指數(shù)；

步驟4中，首先根據(jù)獲得地表溫度調(diào)整指數(shù)的最佳值C_opt，為地表溫度調(diào)整變量取值為C時(shí)，SWCTI與實(shí)驗(yàn)區(qū)域?qū)崪y(cè)土壤含水量數(shù)據(jù)之間的擬合優(yōu)度，C_opt為使得SWCTI與實(shí)測(cè)土壤含水量數(shù)據(jù)擬合優(yōu)度最高時(shí)，地表溫度調(diào)整最佳值，然后再將C_opt帶入式(1)中獲得實(shí)驗(yàn)區(qū)域的最佳地表水含量溫度指數(shù)SWCTI。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)型MODIS植被供水指數(shù)的地表土壤含水量評(píng)估方法，其特征在于：步驟1中利用LDOPE的‘mask_sds’工具對(duì)MOD09A1和MOD11A2進(jìn)行質(zhì)量控制操作。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)型MODIS植被供水指數(shù)的地表土壤含水量評(píng)估方法，其特征在于：步驟3.2中葉面積指數(shù)由MODIS系列產(chǎn)品MOD15A2提供，當(dāng)葉面積指數(shù)大于2時(shí)，植被覆蓋度幾乎為100％，對(duì)應(yīng)的NDVI為NDVI_max。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)型MODIS植被供水指數(shù)的地表土壤含水量評(píng)估方法，其特征在于：a的取值為0.3。