[發明專利]一種結合遙感數據的宇宙射線中子儀空間特征模擬方法

有效

• 申請號: 202110355076.6
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113076645B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 龐治國;江威;覃湘棟;呂娟;付俊娥;路京選;楊昆;李琳;李小濤;曲偉;宋文龍;馮天時
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種結合遙感數據的宇宙射線中子儀空間特征模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集宇宙射線中子儀的觀測數據，并根據宇宙射線中子儀的測量范圍和時間，采集其觀測時期下的Landsat 8地表反射率數據；

S2、對采集的觀測數據以及Landsat 8地表反射率數據進行處理，得到溫度植被干旱指數；

S3、基于溫度植被干旱指數，進行宇宙射線中子儀測量空間內的修正參數模擬；

S4、根據修正參數模擬結果，進行宇宙射線中子儀三維空間特征模擬，計算得到宇宙射線中子儀測量范圍內土壤含水量空間分布；

所述步驟S3中宇宙射線中子儀測量空間內的修正參數包括宇宙射線中子儀水平方向修正參數、考慮地表植被與溫度下墊面條件的水平方向修正參數以及宇宙射線中子儀垂直方向修正參數；

所述考慮地表植被與溫度下墊面條件的水平方向修正參數的模擬公式為：

其中f_VI(i)表示宇宙射線中子儀第i個像元考慮地表植被與溫度下墊面條件的水平方向修正參數，VIⁱ表示宇宙射線中子儀第i個像元的溫度植被干旱指數，n表示宇宙射線中子儀測量范圍內的像元個數；

所述宇宙射線中子儀垂直方向修正參數的模擬公式為：

其中表示宇宙射線中子儀第i個像元在垂向深度z_p和z_p+1之間的修正參數，表示宇宙射線中子儀第i個像元在垂向深度z_p和z_p+1之間的權重系數，表示宇宙射線中子儀第i個像元在垂向深度z_h和z_h+1之間的權重系數，m為土壤離散性分層數量，H表示根據不同土壤類型設定的經驗參數；權重系數的計算公式為：

其中W_z(r)表示任一徑向距離r處深度為z時的中子強度，z^*(r)表示徑向距離為r時宇宙射線中子儀測量結果的有效深度，其計算公式為：

其中ρ_bd表示土壤顆粒容重，SM表示宇宙射線中子儀測得的土壤質量含水量；

所述步驟S4中宇宙射線中子儀測量范圍內土壤含水量的計算公式為：

其中表示宇宙射線中子儀第i個像元在垂向深度z_p和z_p+1之間的土壤含水量，SM表示宇宙射線中子儀測得的土壤質量含水量，f_H(i)表示宇宙射線中子儀第i個像元在水平方向上的修正參數，f_VI(i)表示宇宙射線中子儀第i個像元考慮地表植被與溫度下墊面條件的水平方向修正參數，表示宇宙射線中子儀第i個像元在垂向深度z_p和z_p+1之間的修正參數。

2.根據權利要求1所述的宇宙射線中子儀空間特征模擬方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下分步驟：

S21、根據采集的Landsat 8地表反射率數據，計算得到歸一化植被指數NDVI；

S22、根據采集的觀測數據以及Landsat 8地表反射率數據，采用單窗算法反演地表溫度T_s；

S23、根據地表溫度T_s和歸一化植被指數NDVI計算得到溫度植被干旱指數VI。

3.根據權利要求2所述的宇宙射線中子儀空間特征模擬方法，其特征在于，所述步驟S21中歸一化植被指數NDVI的計算公式為：

其中B₄表示Landsat 8地表反射率數據的第4波段，B₅表示Landsat 8地表反射率數據的第5波段。

4.根據權利要求2所述的宇宙射線中子儀空間特征模擬方法，其特征在于，所述步驟S22中地表溫度T_s的反演公式為：

其中ε表示混合像元的地表比輻射率，τ表示大氣透射率，T_b表示地表亮度溫度值，L_λ表示熱紅外數據定標后的光譜輻射值，K₁和K₂均為常量，T_a表示大氣平均作用溫度，a和b均為參考系數，C和D均為中間參數。