[发明专利]一种考虑有机质影响的土壤水分遥感反演方法

说明书

一种考虑有机质影响的土壤水分遥感反演方法，涉及涉及农业环境检测技术领域，针对现有技术中反演方法不能适用于所有的土壤水分测定的问题，本申请通过一定数学建模方法及统计规律分析得出土壤质量含水量SMCg与土壤颗粒平均水层厚度(L*ε)的关系，并进一步去除土壤有机质含量对反演效果的影响，从而实现土壤高光谱遥感数据快速获得土壤含水量数据，且可结合遥感技术将土壤水含量直观显示于遥感地图，从而为农业、林业和畜牧业提供丰富的土壤水分资料，便于对农业生产进行科学规划，为制定农业生产计划提供依据。并且本申请可以适用于所有的土壤水分测定。

技术领域

本发明涉及涉及农业环境检测技术领域，具体为一种考虑有机质影响的土壤水分遥感反演方法。

背景技术

土壤水分是水文学、气象学、土壤学、生态学和农业科学领域的重要参数，是植物生长和生存的物质基础，它不仅影响林木、大田作物、蔬菜、果树的产量，还影响陆地表面植物的分布。同时也是陆面生态水文循环的重要组成部分，对农业的发展起着重要的作用。

遥感是应用探测仪器且不与探测目标相接触，记录目标的电磁波特性，通过分析揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。遥感技术具有范围广和信息传输快等优点，根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息，利用不同波段对物体不同的穿透性，还可获取地物内部信息。

辐射传输方程模型是根据对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立起来的精确数学模型。它是基于质量平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、化学反应定律、电路基本定律等而获得对象或过程的数学模型。机理模型的优点是参数具有非常明确的物理意义。模型参数易于调整，所得的模型具有很强的适应性。其缺点是对于某些对象，人们还难以写出它的数学表达式，或者表达式中的某些系数还难以确定时，就不能适用。机理模型往往需要大量的参数，这些参数如果不能很好地获取，也会影响到模型的模拟效果。

大范围土壤水分的监测与反演是农业研究和生态环境评价的重要组成部分，区域或全球范围的土壤水环境反演是陆面过程模式研究中必不可少的参数之一。因此土壤水分的遥感反演是一项具有重大意义的研究课题。

目前土壤水分遥感反演方法大致可分为可见光—近红外法(包括反射率法、植被指数法)，热红外法(包括热惯量法、温度—植被指数法)，微波法，雷达法。但是由于土壤在纹理和结构等方面的不同无法获得被研究的土壤的性质。因此，一种遥感反演方法不能适用于所有的土壤水分测定。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中反演方法不能适用于所有的土壤水分测定的问题，提出一种考虑有机质影响的土壤水分遥感反演方法。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种考虑有机质影响的土壤水分遥感反演方法，包括以下步骤：

步骤一：获取土壤样本，然后测出土壤样本质量含水量SMCg和土壤样本有机质含量SOM，并得到土壤样本的光谱数据；

步骤二：制造梯度含水量的土壤样本，然后测土壤样本在不同梯度含水量时的光谱数据以及土壤样本在不同梯度含水量时的质量含水量SMCg；

步骤三：将步骤一中得到的光谱数据和步骤二中得到的光谱数据进行滤波处理，得到滤波处理后的光谱数据R_meas；

步骤四：基于土壤中光的多层辐射传输过程，得到一个只含有土壤平均水层厚度为未知参数的反射率模型R_mod；