[發(fā)明專利]一種多模式協(xié)同驅(qū)動的自適應(yīng)遙感旱情監(jiān)測方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115526499A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟令奎;楊倍倍;張文;李林宜;陶崇鑫;王喆;李俊杰;崔長露;張鎮(zhèn);楊智文;陳家明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

本發(fā)明提供一種多模式協(xié)同驅(qū)動的自適應(yīng)遙感旱情監(jiān)測方法及系統(tǒng)，根據(jù)干旱重要特征指標(biāo)設(shè)置多種旱情模式，為每個模式選定一個空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)交叉劃分，確定若干監(jiān)測單元；為各模式選取代表性旱情監(jiān)測指數(shù)作為候選的因子；計(jì)算監(jiān)測單元內(nèi)各類因子的相關(guān)性，為每個模式篩選排名靠前的因子；根據(jù)因子的旱情等級對應(yīng)表為各模式生產(chǎn)單模式旱情等級序列；生產(chǎn)實(shí)測旱情等級序列，構(gòu)建各模式旱情等級序列與實(shí)測旱情等級序列的自適應(yīng)評估模型，實(shí)現(xiàn)多模式協(xié)同驅(qū)動下監(jiān)測單元的自適應(yīng)旱情等級評估。本發(fā)明考慮地理特征構(gòu)建旱情監(jiān)測單元，引用因子相似性指標(biāo)實(shí)現(xiàn)旱情因子篩選，突破了單模式旱情監(jiān)測局限，解決了多尺度、多類型旱情一體化監(jiān)測難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于旱情監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，發(fā)明了一種多模式協(xié)同驅(qū)動的自適應(yīng)遙感旱情監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

干旱是全球性的重大自然災(zāi)害之一，是導(dǎo)致糧食減產(chǎn)的最主要的自然災(zāi)害。

干旱波及范圍廣、持續(xù)時(shí)間長、影響因素多，其監(jiān)測預(yù)警一直是世界性難題。旱情監(jiān)測難點(diǎn)在于干旱作為一種自然現(xiàn)象的隨機(jī)性和作為自然—社會共生事件的復(fù)雜性，需要對干旱進(jìn)行長期的、全面的、多方法結(jié)合的監(jiān)測和分析，才有可能掌握其發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，從而進(jìn)行預(yù)警，并制定應(yīng)對措施，預(yù)防嚴(yán)重旱災(zāi)的發(fā)生，減少損失。當(dāng)前旱情監(jiān)測主要依托地面站點(diǎn)或遙感監(jiān)測等方式，單模式無法兼顧準(zhǔn)確性和效率。遙感旱情監(jiān)測的業(yè)務(wù)化應(yīng)用目前存在一些問題。一方面，傳統(tǒng)方法類別齊全，遙感干旱監(jiān)測方法種類繁多，但是各類遙感干旱指數(shù)都有其適用條件，無法滿足長時(shí)間、大范圍區(qū)域干旱監(jiān)測的要求。另一方面，當(dāng)前方法主要以獲取土壤水分、降水或徑流等來表征、反演旱情及其發(fā)展，而旱情的產(chǎn)生機(jī)理極為復(fù)雜，這些方法不能全面準(zhǔn)確及時(shí)反映水利旱情狀況，與我國水利行業(yè)復(fù)雜干旱災(zāi)害抗御工作的需要尚有差距。

本專利開展多模式協(xié)同驅(qū)動的自適應(yīng)遙感旱情監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。干旱重要特征指標(biāo)，如土壤水分、水域變化和地表溫度被定義為旱情監(jiān)測的模式。根據(jù)不同的時(shí)空環(huán)境和數(shù)據(jù)可用性選取其中的一種或幾種模式協(xié)同，探究基于多模式協(xié)同驅(qū)動的旱情遙感反演。將水體特征變化監(jiān)測、土壤含水量反演、地表溫度反演等多種模式協(xié)同起來實(shí)現(xiàn)旱情監(jiān)測和評估，不僅豐富和創(chuàng)新了旱情監(jiān)測手段，突破了單一模式局限，而且提高了監(jiān)測的可靠性、時(shí)效性和前瞻性，為長時(shí)序、大范圍旱情的可靠監(jiān)測提供了重要的理論和方法基礎(chǔ)。在抗旱減災(zāi)、水資源科學(xué)管理與調(diào)度等領(lǐng)域都有著巨大的研究和應(yīng)用價(jià)值。

整合土壤水分、溫度和水體特征等多種旱情模式后，篩選監(jiān)測單元最優(yōu)的單模式旱情監(jiān)測因子，多模式協(xié)同驅(qū)動實(shí)現(xiàn)監(jiān)測單元的自適應(yīng)遙感旱情等級評估，監(jiān)測干旱發(fā)生、發(fā)展的整個過程，是一種新型的多模式協(xié)同驅(qū)動的監(jiān)測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明結(jié)合多模式下不同遙感干旱指數(shù)的時(shí)空適應(yīng)性選擇最優(yōu)旱情因子，提出了自適應(yīng)旱情等級評估方法，實(shí)現(xiàn)多模式協(xié)同驅(qū)動的遙感旱情自適應(yīng)評估，解決了單一干旱指數(shù)難以反映旱情的多尺度和多類型問題，為科學(xué)、系統(tǒng)旱情監(jiān)測提供了完善評價(jià)體系和可靠的技術(shù)方案。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種多模式協(xié)同驅(qū)動的自適應(yīng)遙感旱情監(jiān)測方法，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)干旱重要特征指標(biāo)設(shè)置多種旱情模式，為每個模式選定一個空間劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)交叉劃分，確定若干監(jiān)測單元；

步驟2，為各模式選取代表性旱情監(jiān)測指數(shù)作為候選的因子；

步驟3，計(jì)算監(jiān)測單元內(nèi)各類因子的相關(guān)性，根據(jù)因子相似度指標(biāo)為每個模式篩選排名靠前的因子；

步驟4，根據(jù)因子的旱情等級對應(yīng)表為各模式生產(chǎn)單模式旱情等級序列；

步驟5，生產(chǎn)實(shí)測旱情等級序列，構(gòu)建各模式旱情等級序列與實(shí)測旱情等級序列的自適應(yīng)評估模型，實(shí)現(xiàn)多模式協(xié)同驅(qū)動下監(jiān)測單元的自適應(yīng)旱情等級評估。

而且，所述設(shè)置多種旱情模式，包括采用土壤水分、地表溫度和水體特征三種模式。