[發明專利]一種基于光學遙感數據的農田干旱空間分布評價方法

在審

• 申請號: 202310246417.5
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN116502901A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 武傳昱;朱瑞飛;鞏加龍;許照鑫
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/0637
• 分類號: G06Q10/0637;G06Q50/02;G06V20/13;G06V20/10;G06V10/26
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

1.一種基于光學遙感數據的農田干旱空間分布評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：剔除旱情監測區域衛星影像中的非作物區域，根據作物種植的分布情況、作物類型及作物所處生長時期，將同一生長時期下的同一作物類型所在種植區域作為一個監測單元，將旱情監測區域衛星影像分成若干個監測單元；

步驟2：構建植被-土壤水分特征空間模型，計算監測區域內每個監測單元的模型參數，獲得監測單元內每個像元的土壤含水量M；

步驟3：根據農業干旱性質考慮土壤含水量與相應農田種植區域內田間持水系數和永久萎蔫點系數之間的差異，并綜合多種影響農業旱情的因素，構建農業旱情空間分布監測模型DSDI；

步驟4：區分作物以及作物的生長時期劃分閾值，并劃分所述閾值對應的旱情等級，將所述農業旱情空間分布監測模型DSDI的計算結果與閾值進行比較，得到不同類型作物、不同生長時期下的旱情監測區域農田的干旱程度及旱情空間分布評價結果，并繪制旱情監測區域的農業旱情空間分布圖。

2.根據權利要求1所述的一種基于光學遙感數據的農田干旱空間分布評價方法，其特征在于，步驟2包括以下步驟：

步驟21：利用含有紅光波段、藍光波段、近紅外波段以及短波紅光波段的衛星影像，計算每個所述監測單元內各像元的植被指數EVI和基于短波紅外波段的變換反射率STR，計算公式如下：

其中，R_RED、R_BLUE、R_NIR、R_SWIR分別為衛星影像的紅光波段、藍光波段、近紅外波段和短波紅外波段的地表反射率；

步驟22：利用步驟21計算得到的各像元的植被指數EVI和基于短波紅外波段的變換反射率STR構建植被-土壤水分特征空間，根據監測單元內作物所處的生長時期確定特征空間的監測范圍；

步驟23：采用分位數回歸的方法進行非線性指數函數數據擬合，得到特征空間的干邊擬合方程STR_d和濕邊擬合方程STR_w：

其中，s_w、i_w為濕邊擬合方程參數，s_d、i_d為干邊擬合方程參數；

步驟24：根據干邊擬合方程STR_d和濕邊擬合方程STR_w計算監測單元內每個像元的土壤含水量M，計算公式如下：

3.根據權利要求1或2所述的一種基于光學遙感數據的農田干旱空間分布評價方法，其特征在于，步驟3包括以下步驟：

步驟31：利用ROSETTA土壤轉換函數計算監測單元內每個像元的田間持水系數θ_FC和永久萎蔫點系數θ_PWP；

步驟32：根據各像元的土壤含水量M、田間持水系數θ_FC和永久萎蔫點系數θ_PWP構建農田土壤水分盈虧模型，模型公式如下：

步驟33：將灌溉條件、海拔、坡度因素綜合加入所述農田土壤水分盈虧模型中，構建如下的農業旱情空間分布監測模型DSDI：

其中，B為SWDI歸一化后的值，C為農田種植區域的歸一化后坡度值，D為農田種植區域的歸一化后海拔值。