[發明專利]基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測方法、裝置

在審

• 申請號: 202011473471.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112288099A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 賈燕;陳浩林;郭獻濤;張榮春
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06N20/00
• 分類號: G06N20/00;G01N33/24;G01N21/55;G01S19/14;G01S19/39
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測方法，其特征在于，包括：

將待測區域的IGBP土地覆蓋類型序號以及地表反射率，應用于土壤濕度回歸模型，獲得待測區域的土壤濕度預測值；所述土壤濕度回歸模型的訓練過程包括：

獲取樣本區域的土地覆蓋類型，并確定相應的IGBP土地覆蓋類型序號；

采用樣本區域的IGBP土地覆蓋類型序號、地表反射率和土壤濕度作為訓練集，對土壤濕度回歸模型進行訓練。

2.根據權利要求1所述的基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測方法，其特征在于，所述并確定相應的IGBP土地覆蓋類型序號，包括：

獲取樣本區域內覆蓋面積最大的土地的土地覆蓋類型，確定相應的IGBP土地覆蓋類型序號。

3.根據權利要求1所述的基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測方法，其特征在于，所述采用樣本區域的地表反射率，包括：

從CYGNSS數據中獲取樣本區域內的地表反射點的brcs峰值、地表反射點處GNSS信號入射角、地表反射點與GNSS衛星的距離、地表反射點與CYGNSS接收機的距離和CYGNSS衛星在地表反射點方向上的接收機增益；

采用以下公式計算地表反射點的地表反射率：

Γ_brcs=σ(R_t+R_r)²/4π(R_rR_t)²，

其中，σ為brcs峰值，R_t為地表反射點與GNSS衛星的距離，R_r為地表反射點與CYGNSS接收機的距離，Γ_brcs為地表反射點的地表反射率；

將地表反射點處GNSS信號入射角60°、接收機增益0 dB、地表反射率0.1且brcs峰值位于延遲多普勒圖延遲軸第5-11位之外的地表反射點數據刪除。

4.根據權利要求3所述的基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測方法，其特征在于，所述采用樣本區域的地表反射率，包括：

計算樣本區域內保留的地表反射率的平均值，作為樣本區域的地表反射率。

5.根據權利要求1所述的基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測方法，其特征在于，所述采用樣本區域的土壤濕度，包括：

從SMAP數據中獲取樣本區域的土壤濕度，刪除其中retrieval_qual_flag 4位二進制數中第三位置為1的數據，在更新之后再次獲取。

6.一種基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測裝置，其特征在于，包括：應用單元、序號獲取單元、訓練數據采集單元和訓練單元，其中：

所述應用單元，用于將待測區域的IGBP土地覆蓋類型序號以及地表反射率，應用于土壤濕度回歸模型，獲得待測區域的土壤濕度預測值；

所述土壤濕度回歸模型的訓練過程中：

所述序號獲取單元，用于獲取樣本區域的土地覆蓋類型，并確定相應的IGBP土地覆蓋類型序號；

所述訓練數據采集單元，用于采用樣本區域的IGBP土地覆蓋類型序號、地表反射率和土壤濕度作為訓練集；

所述訓練單元，用于采用訓練集對土壤濕度回歸模型進行訓練。

7.根據權利要求6所述的基于土地覆蓋類型數字化的土壤水分預測裝置，其特征在于，所述序號獲取單元，用于獲取樣本區域內覆蓋面積最大的土地的土地覆蓋類型，確定相應的IGBP土地覆蓋類型序號。