[发明专利]土壤水分混合型遥感反演方法及系统

说明书

技术领域

本发明实施例涉及微波遥感技术领域，尤其涉及一种土壤水分混合型遥感反演方法及系统。

背景技术

土壤水分是水分由于在土壤中受到重力、毛管引力、水分子引力、土粒表面分子引力等各种力的作用，形成不同类型的水分。土壤水分是地表干旱信息最重要的表征参量，是农业生产和水资源管理的重要依据。遥感技术能够提供地表的多源多维多时相信息，为地表土壤水分反演开辟了新的途径。

传统的地表土壤水分获取是用观测点上的数据来进行的，其中应用最多的是土钻取土称重以及中子仪测量法。要实现大范围区域的土壤水分估算，遥感技术是可行的途径之一。卫星遥感蒸散估算从20世纪70年代开始，针对土壤水分反演，利用遥感作为其中的输入参数，已经产生了众多的土壤水分模型和方法，如基于热惯量模型、植被指数和地表温度三角形特征空间的温度植被干旱指数方法和垂直干旱指数(Perpendicular Drought Index,以下简称PDI)等。

在现有的土壤水分遥感反演方法中，需要确定地表温度三角形干边、湿边和土壤线参数，但是，这些参数很难精准地确定，参数化困难、可靠性低，易受干扰，进而限制了这些方法在实际应用中的可操作性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种土壤水分混合型遥感反演方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种土壤水分混合型遥感反演方法，所述方法包括：

获取估算区所需地表类型区域的第一遥感图像数据和第一气象数据；其中，所述第一遥感图像数据包括第一可见光波段反射率、第一近红外波段反射率和第一短波红外波段反射率，所述第一气象数据包括第一相对湿度和第一空气温度；

根据所述第一遥感图像数据，计算所述估算区的第一比值植被指数和第一地表水分指数；

根据所述第一比值植被指数、所述第一地表水分指数、所述第一气象数据和土壤水分混合型遥感反演模型，计算所述估算区的第一土壤水分。

第二方面，本发明实施例提供一种土壤水分混合型遥感反演系统，所述系统包括：

第一获取模块，用于获取估算区所需地表类型区域的第一遥感图像数据和第一气象数据；其中，所述第一遥感图像数据包括第一可见光波段反射率、第一近红外波段反射率和第一短波红外波段反射率，所述第一气象数据包括第一相对湿度和第一空气温度；

第一计算模块，用于根据所述第一遥感图像数据，计算所述估算区的第一比值植被指数和第一地表水分指数；

第二计算模块，用于根据所述第一比值植被指数、所述第一地表水分指数、所述第一气象数据和土壤水分混合型遥感反演模型，计算所述估算区的第一土壤水分。

第三方面，本发明实施例提供一种土壤水分混合型遥感反演设备，所述设备包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述土壤水分混合型遥感反演方法。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述土壤水分混合型遥感反演方法。

本发明实施例提供的土壤水分混合型遥感反演方法及系统，将实测气象数据、实测土壤水分以及遥感图像数据相结合，通过利用遥感图像数据计算出比值植被指数和地表水分指数，以土壤水分和比值植被指数以及地表水分指数之间的定量关系为依托，在吸收经验土壤水分反演算法优点的基础上，引入由实测的土壤水分通过回归计算得出的经验系数，构建土壤水分混合型遥感反演模型，使用所述土壤水分混合型遥感反演模型，计算估算区的土壤水分。所述方法和系统，既有明确的物理基础，又具有输入参数少、简单、灵活、易于操作等优点，因此，具有更广阔的适用面和应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的土壤水分混合型遥感反演方法流程图；

图2为本发明实施例提供的土壤水分混合型遥感反演系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的土壤水分混合型遥感反演设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的由估算土壤水分和地面实测的土壤水分建立的散点图。

具体实施方式