[发明专利]一种基于被动微波遥感的多年冻土监测与分类方法

权利要求书

1.一种基于被动微波遥感的多年冻土监测与分类方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、利用判别算法获取近地表土壤冻结状态；

步骤2、基于步骤1获取的近地表土壤冻结状态，建立基于近地表土壤冻结状态的冻结指数方法；

步骤3、通过气象站点数据，建立基于地表土壤冻融状态的冻结指数与年平均气温之间的关系模型，获得多年冻土分类的冻结指数阈值，结合多年冻土热学稳定性分区理论进行监测与分类。

2.根据权利要求1所述的一种基于被动微波遥感的多年冻土监测与分类方法，其特征在于，所述步骤1、利用判别算法获取近地表土壤冻结状态，基于改进的被动微波遥感的双指标DIA算法作为应用最广泛的地表土壤冻融遥感判别算法，改进的被动微波遥感的双指标DIA算法需要三个参数：37GHz垂直极化亮温Tb_37v、19-37GHz负亮温谱梯度SG和土壤水分局部方差LVSM来判别地表冻融状态，其核心算法为式(1)和式(2)

Tb_37v≤P₃₇ (1)

其中，Tb_37v为36.5GHz垂直极化亮温，单位为K，表示18.7GHz与36.5GHz间的负亮温谱梯度，单位为K/GHz，P₃₇和P_SG分别表示两个指标Tb_37v和的阈值；P_SG取值为0；当地表土壤状态同时满足式(1)和式(2)的条件时，地表土壤被判断为冻结土壤，否则被判断为融化土壤。

3.根据权利要求1所述的一种基于被动微波遥感的多年冻土监测与分类方法，其特征在于，所述步骤2建立基于近地表土壤冻结状态的冻结指数F_i方法，表示为如式(4)：

式(4)中，D_f^1/2和D_t^1/2分别为一年内土壤冻结与融化的天数；由此获得逐年序列冻结指数空间分布，该信息是表征多年冻土空间分布和气候敏感性的指标，通过与多年冻土分类方法相结合，获得具有不同连续性的多类型多年冻土分布。

4.根据权利要求1所述的一种基于被动微波遥感的多年冻土监测与分类方法，其特征在于，所述步骤3、结合多年冻土热学稳定性分区理论进行监测与分类，具体如下，

以年平均气温为分带的主要依据，将多年冻土划成四个分带或类型：

1)年平均气温-5.0℃等温线以北的地方为连续多年冻土带；

2)-5.0至-3.0℃等温线之间的范围为不连续多年冻土带；

3)-3.0℃等温线与多年冻土南界0℃等温线之间为岛状多年冻土带；

4)南界线以南地区为季节性冻土带；

然后，通过气象站点数据，建立基于地表土壤冻融状态的冻结指数与年平均气温之间的关系模型，获得多年冻土分类的冻结指数阈值；将冻结指数与年平均气温之间的关系模型表示为式(5)。

F_i＝a·ln(k-T_am)+b (5)

式中，a，b和k为常数，T_am为年平均气温，k值根据年最大年均气温T_am,max确定，k-T_am,max≥1；由此，获得不同年平均气温阈值下，对应的冻结指数阈值。