[发明专利]一种新的CBERS-02B卫星影像数据表层土壤含水率的计算方法

说明书

本发明公开了一种新的CBERS‑02B卫星影像数据表层土壤含水率的计算方法，该方法根据两种数据源与光谱辐射亮度相关的波段范围，地物反射率，大气透过率和入射的太阳能的关系，构建一种新反演CBERS‑02B卫星影像数据土壤含水率的计算方法。另外，大量的检验结果表明，被发明的计算方法不仅提高了CBERS‑02B卫星影像数据土壤含水率反演的精度，加快反演速度，还解决了反演影像数据表层土壤含水率的算法实现困难等问题，适用于估测大面积地区土壤含水率。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，特别是涉及遥感技术定量反演土壤含水率的方法与技术，是构建新的反演CBERS-02B卫星影像数据土壤含水率的计算方法，使其更适用于CBERS-02B卫星影像数据土壤表层含水率的反演。

技术背景

表层土壤含水率在karst地区是水文、生态环境、农业应用上的重要指标之一。在岩溶地区地下水丰富，但地表水系极不发育，造成农田干旱，岩溶石漠化等后果。因此，利用具有高效、快速、宏观性等特点的遥感技术实现大面积监测表层土壤含水率对推动karst地区农业发展、岩溶灾害防治等具有重要意义。

在过去几十年中，遥感技术逐渐成为大面积反演土壤含水率的重要手段。利用遥感技术定量反演土壤含水率的方法可归纳为：光谱法，热惯量法，微波遥感法等。在这些方法中，许多反演模型复杂，数据处理繁琐，影像价格昂贵，其具体存在的问题如下：

1)热惯量法作为反演模型关键参量的昼夜温差不易求取；

2)基于微波遥感的反演模型复杂，参数难以获取，数据成本高；

3)基于可见光-近红外的光谱法方法简便，数据易获取，在大范围定量反演含水率上具有较好效果。但在不同数据源反演土壤含水率相应的计算方法较少。

发明内容

为了能获得适用于反演CBERS-02B卫星影像数据土壤含水率的计算方法，本发明根据两种数据源与光谱辐射亮度相关的波段范围，地物反射率，大气透过率和入射的太阳能的关系，构建了反演CBERS-02B卫星影像数据表层土壤含水率的计算方法。该方法解决了反演CBERS-02B卫星影像数据表层土壤含水率的算法实现困难以及精度低等问题。

为了达到以上目的，本发明提供了一种新的CBERS-02B卫星影像数据表层土壤含水率的计算方法，包括如下步骤：

(1)构建Landsat TM影像数据与CBERS-02B卫星影像数据的光谱辐射亮度关系

根据两种数据源与光谱辐射亮度相关的波段范围，地物反射率，大气透过率和入射的太阳能的关系，构建Landsat TM影像数据各波段平均光谱辐亮度与CBERS-02B卫星影像数据相应波段平均光谱辐亮度的关系。

(2)加入两种传感器波段光谱辐射亮度之间的校正系数

考虑到两种传感器的频率响应和仪器灵敏度有差异，加入波段光谱辐射亮度校正系数。

(3)构建CBERS-02B卫星影像数据表层土壤含水率的计算方法

根据两种传感器各波段光谱辐射亮度的关系和相应波段光谱辐射亮度之间的校正系数，可以构建一种新的CBERS-02B卫星影像数据表层土壤含水率的计算方法。

(4)CBERS-02B卫星影像数据土壤含水率反演精度的评定

以Landsat TM影像数据反演结果作为参考，利用数据统计分析方法来检验和比较CBERS-02B卫星影像数据土壤含水率反演精度并对其精度进行分析。