[發(fā)明專利]一種基于TM影像輔助的農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量數(shù)據(jù)獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010169862.2
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111398562B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙占輝;張宏敏;魯春陽;李軍杰;李會杰;楊鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 河南城建學(xué)院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N21/17
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

1.一種基于TM影像輔助的農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量數(shù)據(jù)獲取方法，用于獲得目標(biāo)區(qū)域中各位置土壤有機(jī)碳密度，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A.分別針對目標(biāo)區(qū)域中預(yù)設(shè)數(shù)量、預(yù)設(shè)分布的各個(gè)樣本點(diǎn)，獲得樣本點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度，然后進(jìn)入步驟B；

上述步驟A中，分別針對各個(gè)樣本點(diǎn)，以樣本點(diǎn)的位置為圓心、預(yù)設(shè)距離為半徑構(gòu)建圓形區(qū)域，在該圓形區(qū)域中隨機(jī)選取預(yù)設(shè)數(shù)量的樣點(diǎn)位置，并分別獲得該各個(gè)樣點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度，以該各個(gè)樣點(diǎn)位置土壤有機(jī)碳密度的平均值作為該樣本點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度；進(jìn)而獲得目標(biāo)區(qū)域中各個(gè)樣本點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度；

步驟B.針對土壤有機(jī)碳密度取值范圍、按預(yù)設(shè)間隔進(jìn)行等級劃分，獲得覆蓋土壤有機(jī)碳密度取值范圍的各個(gè)有機(jī)碳密度等級間隔，并將各個(gè)有機(jī)碳密度等級間隔分別與預(yù)設(shè)各個(gè)彼此不同圖像灰度值一一對應(yīng)，然后進(jìn)入步驟C；

步驟C.獲取目標(biāo)區(qū)域的TM遙感影像，并進(jìn)一步獲取目標(biāo)區(qū)域中各樣本點(diǎn)位置的DN值，然后進(jìn)入步驟D；

步驟D.針對目標(biāo)區(qū)域中的各樣本點(diǎn)位置，以樣本點(diǎn)位置DN值為自變量，樣本點(diǎn)位置土壤有機(jī)碳密度為應(yīng)變量，訓(xùn)練得到目標(biāo)區(qū)域土壤有機(jī)碳密度TM遙感影像反演模型，然后進(jìn)入步驟E；

步驟E.應(yīng)用目標(biāo)區(qū)域土壤有機(jī)碳密度TM遙感影像反演模型，針對目標(biāo)區(qū)域的TM遙感影像進(jìn)行運(yùn)算處理，并結(jié)合各有機(jī)碳密度等級間隔分別與預(yù)設(shè)各個(gè)彼此不同圖像灰度值一一對應(yīng)，獲得目標(biāo)區(qū)域土壤有機(jī)碳密度TM遙感影像反演灰度圖，然后進(jìn)入步驟F；

步驟F.針對目標(biāo)區(qū)域中的耕地土壤區(qū)域分布設(shè)置預(yù)設(shè)數(shù)量的采樣點(diǎn)，且采樣點(diǎn)的數(shù)量大于樣本點(diǎn)的數(shù)量，以及各采樣點(diǎn)整體分布區(qū)域覆蓋全部目標(biāo)區(qū)域，構(gòu)成目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)圖層，然后進(jìn)入步驟G；

步驟G.將目標(biāo)區(qū)域土壤有機(jī)碳密度TM遙感影像反演灰度圖與目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)圖層疊加，獲得目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)圖層中各采樣點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度，然后進(jìn)入步驟H；

上述步驟G中，將目標(biāo)區(qū)域土壤有機(jī)碳密度TM遙感影像反演灰度圖與目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)圖層疊加，首先獲得目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)圖層中各采樣點(diǎn)位置的灰度值，然后根據(jù)各個(gè)有機(jī)碳密度等級間隔分別與預(yù)設(shè)各個(gè)彼此不同圖像灰度值之間的一一對應(yīng)關(guān)系，若該采樣點(diǎn)位置的灰度值等于各有機(jī)碳密度等級間隔分別所對應(yīng)圖像灰度值中的任意一個(gè)，則選擇相應(yīng)圖像灰度值所對應(yīng)有機(jī)碳密度等級間隔中最小值與最大值之間的平均值、作為該采樣點(diǎn)位置的有機(jī)碳密度；若該采樣點(diǎn)位置的灰度值等于兩有機(jī)碳密度等級間隔分別所對應(yīng)圖像灰度值之間的過渡值，則選擇相應(yīng)大有機(jī)碳密度等級間隔中最小值與最大值之間的平均值、作為該采樣點(diǎn)位置的有機(jī)碳密度；由此獲得目標(biāo)區(qū)域采樣點(diǎn)圖層中各采樣點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度；

步驟H.根據(jù)目標(biāo)區(qū)域中各采樣點(diǎn)位置的土壤有機(jī)碳密度，針對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行土壤有機(jī)碳密度插值處理，即獲得目標(biāo)區(qū)域中各位置土壤有機(jī)碳密度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于TM影像輔助的農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于：采集目標(biāo)區(qū)域中各位置土壤表面至其下方20cm深度之間的土壤有機(jī)碳密度，作為目標(biāo)區(qū)域中各位置的土壤有機(jī)碳密度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于TM影像輔助的農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于：所述步驟B中，針對土壤有機(jī)碳密度取值范圍，按預(yù)設(shè)間隔1t C/ha進(jìn)行等級劃分，獲得覆蓋土壤有機(jī)碳密度取值范圍的各個(gè)有機(jī)碳密度等級間隔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于TM影像輔助的農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量數(shù)據(jù)獲取方法，其特征在于：所述采樣點(diǎn)距其周圍非耕地地物空間的直線距離不低于預(yù)設(shè)距離閾值。