[發明專利]一種基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202011408194.0
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112488008B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 楊婷;孫志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06V20/10;G06V10/80;G06V10/82;G06V10/25;G06N3/08
• 代理公司: 北京合創致信專利代理有限公司 16127
• 代理人: 劉素霞

1.一種基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法，用于對目標區域土壤所含的水分進行測量，其特征在于，

通過旋風全球導航衛星系統獲取所述目標區域土壤的原始數據，通過所述原始數據和所述目標區域土壤的實測數據確定所述目標區域的土壤水分估算結果；

所述土壤水分估算結果的確定過程為：

通過CYGNSS獲取所述目標區域土壤的原始數據，并對所述原始數據進行預處理，得到標準數據；

利用雙基雷達方程對所述標準數據進行處理，得到地表有效反射率；

獲取所述目標區域土壤的實測數據，通過所述實測數據和所述地表有效反射率確定所述土壤水分估算結果；

所述預處理為采用數據質量控制方法對所述原始數據進行處理；

所述地表有效反射率為：

其中，SR為地表有效反射率；SNR是峰值功率減去噪聲后的信噪比值；P_r^t是發射功率；G^t是GPS發射天線的增益；G^r是鏡面反射點的天線增益；λ表示GPS L1頻段信號的波長；R_ts是從GNSS衛星到鏡面反射點的范圍；R_sr是從鏡面反射點到接收器的距離；θ為入射角；

通過中分辨率成像光譜分析儀獲取所述目標區域土壤的第一地表溫度數據和通過中國氣象局陸面數據同化系統獲取所述目標區域土壤的第二地表溫度數據，將所述第一地表溫度數據和所述第二地表溫度數據進行時空融合，得到地表溫度估算結果；

獲取影響土壤水分的輔助參數；所述輔助參數包括植被覆蓋指數、地面高程、植被覆蓋度、土壤粗糙度、地面坡度、降水；

將所述土壤水分估算結果、所述地表溫度估算結果和所述輔助參數進行數據融合，得到多源遙感數據融合模型，通過所述多源遙感數據融合模型得到土壤水分測量結果。

2.根據權利要求1所述的基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法，所述地表溫度估算結果的確定過程為：

通過光譜分析儀獲取所述目標區域土壤的第一地表溫度數據和通過中國氣象局陸面數據同化系統獲取所述目標區域土壤的第二地表溫度數據；

將所述第一地表溫度數據和所述第二地表溫度數據進行時空融合處理，得到所述地表溫度估算結果。

3.根據權利要求2所述的基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法，時空模型是通過像元反射率的時間變化特征的改進型自適應遙感圖像時空融合方法構建得到的，所述時空模型為ESTARFM時空模型。

4.根據權利要求2或3所述的基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法，通過時空模型進行的融合處理包括鄰近相似像元搜索、權重值計算、計算轉換系數。

5.根據權利要求1所述的基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法，所述輔助參數通過權重對比方法得到的。

6.根據權利要求1所述的基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法，執行將所述土壤水分估算結果、所述地表溫度估算結果和所述輔助參數進行數據融合，得到多源遙感數據融合模型，通過所述多源遙感數據融合模型得到土壤水分測量結果的過程如下：

將所述土壤水分估算結果、所述地表溫度估算結果和所述輔助參數進行空間匹配；

將進行空間匹配后的土壤水分估算結果、所述地表溫度估算結果和所述輔助參數進行處理，得到多源遙感數據融合模型；

通過所述多源遙感數據融合模型得到土壤水分測量結果。

7.一種基于多源遙感數據融合的土壤水分測量裝置，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上的運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器在執行所述計算機程序時實現如權利要求1-6任一項所述的基于多源遙感數據融合的土壤水分測量方法的步驟。