[发明专利]基于多源遥感数据的土壤湿度重建方法和系统

说明书

本发明涉及一种基于多源遥感数据的土壤湿度重建方法和系统，所述方法包括：获取时空连续光学遥感数据和微波遥感土壤湿度训练数据；确定预设区域的光学遥感训练数据；将光学遥感训练数据、三维地理信息和时间轴信息确定为输入信息，将土壤湿度确定为输出信息，构建待训练后向传播神经网络；以微波遥感土壤湿度训练数据为训练样本，训练所述待训练后向传播神经网络，获取土壤湿度后向传播神经网络；将时空连续光学遥感数据、三维地理信息和时间轴信息，输入所述土壤湿度后向传播神经网络，获取土壤湿度数据。本发明利用重建后的时空连续的光学遥感数据，通过构建并训练神经网络，得到时空连续的微波遥感土壤数据。

技术领域

本发明涉及地表水资源技术领域，特别是涉及基于多源遥感数据的土壤湿度重建方法和系统。

背景技术

作为水循环中的一个关键要素，土壤湿度信息在农业、水文、气象、生态等科学与生产领域都非常重要，但是土壤水分空间分布不均匀，且随时间动态变化，因此准确获取时空连续的土壤湿度存在困难，但具有重要意义。基于土壤湿度的干旱监测，是植被特别是农作物干旱情况的最直接表达，时空连续的土壤湿度产品对于农作物长势监测及估产有着重要的指示作用，显示出土壤湿度产品显著的经济价值。

卫星遥感作为大范围土壤湿度观测的主要手段，在近二十年来得到迅速发展，但受卫星重放周期、下垫面类型及模型算法的限制，所有的卫星遥感土壤湿度产品均存在不同程度的缺失。目前主流的土壤湿度遥感产品如AMSR-E(Advanced Microwave ScanningRadiometer-Earth Observing System)的美国国家航空航天局版本土壤湿度和日本宇宙航空研究开发机构版本土壤湿度，欧空局的SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)土壤湿度产品，中国国家气象局的FY(Fengyun)土壤湿度产品，荷兰ASCAT(AdvancedScatterometer)土壤湿度产品等约10余种基于卫星遥感的土壤湿度产品，均存在一个严重缺失问题，除高纬度地区外，很难达到50％以上的时间覆盖度，严重影响着相关产品对地表的连续监测，制约着土壤湿度产品时效性应用价值的挖掘。

发明内容

基于此，有必要针对卫星数据计算土壤湿度数据不连续的问题，提供一种基于多源遥感数据的土壤湿度重建方法和系统，其中，所述方法包括：

获取预设区域的时空连续光学遥感数据和所述预设区域的微波遥感土壤湿度训练数据；

根据所述预设区域的微波遥感土壤湿度训练数据，确定预设区域的光学遥感训练数据；

将所述预设区域的光学遥感训练数据、所述预设区域的三维地理信息和所述预设区域的时间轴信息确定为输入信息，将土壤湿度确定为输出信息，构建待训练后向传播神经网络；

以所述预设区域的微波遥感土壤湿度训练数据为训练样本，训练所述待训练后向传播神经网络，获取土壤湿度后向传播神经网络；

将所述预设区域的时空连续光学遥感数据、所述预设区域的三维地理信息和所述预设区域的时间轴信息，输入所述土壤湿度后向传播神经网络，获取预设区域的土壤湿度数据。

在其中一个实施例中，所述获取所述预设区域的微波遥感土壤湿度训练数据，包括：获取预设区域的微波遥感土壤湿度原始数据；在所述微波遥感土壤湿度原始数据中，筛选出没有被积雪覆盖且地表温度大于零摄氏度的像元数据；将所述筛选出的像元数据确定为微波遥感土壤湿度训练数据。