[發明專利]基于變化檢測算法的土壤水分提取方法

有效

• 申請號: 202010573390.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111751286B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 陳彥;陳云坪;吳磊;姜靈海
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;北京深藍空間遙感技術有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01S7/41;G01S13/90
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于變化檢測算法的土壤水分提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取在預設時間段內需要進行土壤水分提取地區所對應的序列化哨兵1號微波遙感數據、序列化哨兵2號光學數據以及序列化SMAP數據，分別進行以下處理：

根據哨兵1號微波遙感數據生成SAR圖像序列，記SAR圖像序列中的SAR圖像數量為T，選擇其中一幅SAR圖像作為基準SAR圖像，將其他SAR圖像與基準SAR圖像進行配準，記配準處理后各SAR圖像為然后從每幅SAR圖像中提取出對應的后向散射系數分布圖，記第t幅SAR圖像中各個像素點的后向散射系數為σ^t(i,j)，(i,j)表示SAR圖像中像素點的坐標；

根據序列化哨兵2號光學數據中生成光學圖像序列，記光學圖像序列中的SAR圖像數量為D，將每幅光學圖像與基準SAR圖像進行配準，記配準處理后各光學圖像為

從序列化SMAP數據中提取出土壤水分提取地區的含水量時間序列，根據SAR圖像中各個像素點(i,j)的地理位置坐標從含水量時間序列中獲取該像素點(i,j)所對應含水量的極大值和極小值

S2：對于每幅SAR圖像從光學圖像序列中搜索出與其時間最為接近的光學圖像將該光學圖像中的紅光波段和近紅外波段進行組合得到歸一化植被指數，記像素點(i,j)的歸一化植被指數為NDVI_d′(i,j)，然后將其轉化成植被含水量再將植被含水量代入水云模型，得到各個像素點去除了植被影響的后向散射系數

S3：對于每幅SAR圖像根據后向散射系數分布圖中獲取該SAR圖像中每個像素點(i,j)的VV極化下的后向散射系數以及VH極化下的后向散射系數根據以下公式計算得到該像素點進行粗糙度歸一化的后向散射系數

其中，a＝-20.35，γ表示預設的交叉極化差σ_vv-σ_vh的基準值，σ_vv表示VV極化下的后向散射系數，σ_vh表示VH極化下的后向散射系數；

S4：對于SAR圖像中每個像素點(i,j)，在其對應的T個粗糙度歸一化后的中搜索出最大值和最小值令干參考值濕參考值根據以下公式計算得到每幅SAR圖像中像素點(i,j)對應的土壤相對含水量

S5：根據以下公式計算每幅SAR圖像中像素點(i,j)對應的土壤絕對含水量完成土壤水分提取：

2.根據權利要求1所述的土壤水分提取方法，其特征在于，所述步驟S2中植被含水量的計算公式如下：

3.根據權利要求1所述的土壤水分提取方法，其特征在于，所述步驟S2中后向散射系數的計算公式如下：

其中，θ是哨兵1號雷達的入射角，A和B是與植被類型相關的參數。