[发明专利]一种基于无线网络的广域土壤墒情检测系统

权利要求书

1.一种基于无线网络的广域土壤墒情检测系统，其特征在于，包括：

多极化微波雷达散射计，用于向作为测量目标的广域范围地面发射符合测量条件参数的微波信号，并且获取地面散射回波的幅相信息，基于所述幅相信息取得包括后向反射系数的微波检测数据，并且无线发送所述微波检测数据；

地面检测无线网络，包括分布于待测广域范围上的各个采样点的地面定点检测设备，所述地面定点检测设备包括采样模组和通信模组，所述采样模组用于获得对应采样点实测的地表温度数据、地形几何特征数据、土壤自身物理属性数据以及墒情精确数据；所述通信模组用于将采样模组采样的数据无线上传；

总控中心站，接收通过所述多极化微波雷达散射计测量获得的所述后向散射系数，并且从所述地面检测无线网络接收针对各采样点实测的地表温度数据、地形几何特征数据、土壤自身物理属性数据以及墒情精确数据；所述总控中心站用于基于所述地面检测无线网络提供的所述地形几何特征数据、地表温度数据以及墒情精确数据，取得关于土壤粗糙度和土壤墒情的预估目标值，并且向所述多极化微波雷达散射计发送根据所述预估目标值确定的微波收发参数；所述总控中心站用于基于所述地面检测无线网络提供的地表温度数据、地形几何特征数据、土壤自身物理属性数据以及墒情精确数据，对所述包括后向反射系数的微波检测数据进行校正和拟合，从而获得表示所述广域范围及其中任意点的墒情结果数值。

2.根据权利要求1所述的基于无线网络的广域土壤墒情检测系统，其特征在于，所述总控中心站具体包括：通信模组，用于与所述地面检测无线网络及多极化微波雷达散射计进行无线数据收发；地面检测数据库，用于保存由地面检测无线网络提供的各采样点的地表温度数据、地形几何特征数据、土壤自身物理属性数据以及墒情精确数据；微波检测数据库，用于保存由多极化微波雷达散射计提供的所述广域范围各点的包括后向反射系数的微波检测数据；预估目标值计算模块，用于调用用于预估广域范围的土壤粗糙度和土壤墒情的预估计算模型，基于所述地面检测无线网络提供的所述地形几何特征数据、地表温度数据以及墒情精确数据计算所述关于土壤粗糙度和土壤墒情的预估目标值；校正计算模块，用于基于所述地面检测无线网络提供的所述地表温度数据、地形几何特征数据、土壤自身物理属性数据，计算点校正因数和归一化校正因数，并且基于所述点校正因数或归一化校正因数对所述微波检测数据加以校正，并基于校正后的后向散射系数，计算广域范围内任意点的校正墒情数值；宏观拟合计算模块基于所述地面检测无线网络提供的所述精确墒情数据，对所述校正墒情数据进行空间拟合，取得更加逼近真实墒情值的墒情结果数值。

3.根据权利要求2所述的基于无线网络的广域土壤墒情检测系统，其特征在于，预估目标值计算模块计算所述关于土壤粗糙度和土壤墒情的预估目标值具体包括：确定当前雷达发射微波有效覆盖范围的中心点和半径；筛选位于上述有效覆盖范围内的相关采样点，并且获得相关采样点的地面定点检测设备提供的所述地形几何特征数据、地表温度数据以及墒情精确数据；对相关采样点的所述地形几何特征数据及墒情精确数据以相关权重因数进行加权，获得所述关于土壤粗糙度和土壤墒情的预估目标值。

4.根据权利要求3所述的基于无线网络的广域土壤墒情检测系统，其特征在于，所述总控中心站利用所述预估目标值查询关系表，取得与所述预估目标值对应的微波收发参数。

5.根据权利要求4所述的基于无线网络的广域土壤墒情检测系统，其特征在于，所述校正计算模块计算所述点校正因数和归一化校正因数具体包括：根据位置坐标，从所述微波检测数据中提取与各采样点位置相对应的后向散射系数；基于各采样点的地面定点检测设备提供的所述地形几何特征数据、地表温度数据、土壤自身物理属性数据以及微波的实际测量参数，计算各采样点的校正因数；针对各采样点的校正因数，通过空间内插获得广域范围内其它点的点校正因数，并且通过空间加权平均算法获得整个广域范围中通过中心点和半径所划分的区域内的归一化校正因数。

6.根据权利要求5所述的基于无线网络的广域土壤墒情检测系统，其特征在于，宏观拟合计算模块对所述校正墒情数据进行空间拟合具体包括：获得各采样点的地面定点检测设备提供的精确墒情数值，并且根据位置坐标，提取广域范围内与各采样点相对应的所述校正墒情数值；计算使各采样点对应的精确墒情数值与校正墒情数值的平方差值的总和最小的归一化拟合参数；基于所述归一化拟合参数对广域范围内的所述校正墒情数值进行拟合。