[發明專利]一種基于多源數據輔助的農田土壤有機碳時空數據獲取方法

有效

• 申請號: 202010169850.X
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111398561B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 趙占輝;李軍杰;李會杰;張宏敏;魯春陽;楊鋒;楊甲
• 申請（專利權）人: 河南城建學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N21/17
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

1.一種基于多源數據輔助的農田土壤有機碳時空數據獲取方法，用于獲得目標區域中各位置土壤有機碳密度隨預設觀測時刻序列的變化，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A. 分別針對目標區域中預設數量、預設分布的各個樣本點，獲得樣本點位置的土壤有機碳密度，并根據目標區域各樣本點位置的土壤有機碳密度，針對目標區域進行土壤有機碳密度插值處理，獲得目標區域中各位置土壤有機碳密度，然后進入步驟B；

上述步驟A中，分別針對各個樣本點，以樣本點的位置為圓心、預設距離為半徑構建圓形區域，在該圓形區域中隨機選取預設數量的樣點位置，并分別獲得該各個樣點位置的土壤有機碳密度，以該各個樣點位置土壤有機碳密度的平均值作為該樣本點位置的土壤有機碳密度；進而獲得目標區域中各個樣本點位置的土壤有機碳密度；

步驟B. 分別針對目標區域中的各個樣本點位置，根據樣本點位置的土壤有機碳密度、以及該樣本點位置的氣候參數、土壤參數、耕作措施參數，應用硝化-反硝化模型進行預設時間分辨率的模擬，獲得該樣本點位置土壤有機碳密度隨預設觀測時刻序列的變化；進而獲得目標區域中各樣本點位置土壤有機碳密度隨預設觀測時刻序列的變化，然后進入步驟C；

步驟C. 針對土壤有機碳密度取值范圍、按預設間隔進行等級劃分，獲得覆蓋土壤有機碳密度取值范圍的各個有機碳密度等級間隔，并將各個有機碳密度等級間隔分別與預設各個彼此不同圖像灰度值一一對應，然后進入步驟D；

上述步驟C中，針對土壤有機碳密度取值范圍，按預設間隔1 t C/ha進行等級劃分，獲得覆蓋土壤有機碳密度取值范圍的各個有機碳密度等級間隔；

步驟D. 獲取目標區域分別對應各觀測時刻的TM遙感影像，并進一步獲取目標區域分別對應各觀測時刻下、各樣本點位置的DN值，然后進入步驟E；

步驟E. 分別針對各觀測時刻：針對目標區域中的各樣本點位置，以樣本點位置DN值為自變量，樣本點位置土壤有機碳密度為應變量，訓練獲得觀測時刻所對應的目標區域土壤有機碳密度TM遙感影像反演模型；即獲得各觀測時刻分別所對應的目標區域土壤有機碳密度TM遙感影像反演模型，然后進入步驟F；

步驟F. 分別針對各觀測時刻：應用觀測時刻所對應的目標區域土壤有機碳密度TM遙感影像反演模型，針對目標區域對應該觀測時刻的TM遙感影像進行運算處理，并結合各有機碳密度等級間隔分別與預設各個彼此不同圖像灰度值一一對應，獲得目標區域對應該觀測時刻的土壤有機碳密度TM遙感影像反演灰度圖；即獲得目標區域分別對應各觀測時刻的土壤有機碳密度TM遙感影像反演灰度圖，然后進入步驟G；

步驟G. 針對目標區域中的耕地土壤區域分布設置預設數量的采樣點，且采樣點的數量大于樣本點的數量，以及各采樣點整體分布區域覆蓋全部目標區域，構成目標區域采樣點圖層，然后進入步驟H；

步驟H. 分別針對各觀測時刻：將目標區域對應觀測時刻的土壤有機碳密度TM遙感影像反演灰度圖與目標區域采樣點圖層疊加，獲得目標區域對應該觀測時刻采樣點圖層中各采樣點位置的土壤有機碳密度；即獲得目標區域分別對應各觀測時刻下、采樣點圖層中各采樣點位置的土壤有機碳密度，然后進入步驟I；

步驟I. 分別針對各觀測時刻：根據目標區域對應觀測時刻下、各采樣點位置的土壤有機碳密度，針對該觀測時刻下的目標區域進行土壤有機碳密度插值處理，即獲得該觀測時刻下目標區域中各位置土壤有機碳密度；進而獲得各觀測時刻下、目標區域中各位置土壤有機碳密度，即獲得目標區域中各位置土壤有機碳密度隨預設觀測時刻序列的變化。

2.根據權利要求1所述一種基于多源數據輔助的農田土壤有機碳時空數據獲取方法，其特征在于：采集目標區域中各位置土壤表面至其下方20cm深度之間的土壤有機碳密度，作為目標區域中各位置的土壤有機碳密度。