土壤含水量的反演方法和反演装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了土壤含水量的反演方法和反演装置。该方法的一具体实施方式包括：利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类；基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量；采集目标分析土壤的土壤含水量的实测数据，并根据实测数据对反演得到的土壤含水量数据进行误差校正；根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，生成目标分析土壤的土壤含水量数据。这种实施方式融合了多种数据进行土壤含水量的反演，在一定程度上可以弥补单一数据反演的不足，有助于提高土壤含水量反演的准确度。

【技术实现步骤摘要】
土壤含水量的反演方法和反演装置
本申请实施例涉及遥感
，尤其涉及土壤含水量的反演方法和反演装置。
技术介绍
土壤含水量是大气和陆地间的能量和物质交换的重要因子，同时，也是水文、生态环境等领域的研究热点之一。大范围监测地表土壤含水量在水文、气象和农业科学领域具有重大的意义。遥感手段通常是大尺度反演土壤含水量的关键，一般可分为光学遥感和微波遥感。光学遥感的分辨率一般较高。但是光学遥感传感器在获取地表信息的过程中，难以避免云遮挡的影响。而且其接收到的能量仅仅是植被冠层对太阳光的反射辐射，无法获取地表含水量、地表介电常数等地表物理参数信息。微波遥感一般能够工作在全天时、全天候的环境中，并且对云层也有一定的穿透能力。同时，微波遥感对土壤介电常数等比较敏感，往往能够提供不同于光学遥感所提供的某些信息，如：极化特征、后向散射系数等与土壤含水量存在很高相关性的参数。因此，可以利用微波雷达大面积监测地表土壤含水量。但是在植被覆盖的区域，植被对电磁波的散射和吸收一般会对土壤含水量的反演造成很大的影响。
技术实现思路
本申请实施例提供了土壤含水量的反演方法和反演装置。第一方面，本申请实施例提供了一种土壤含水量的反演方法，包括：利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类；基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量；采集目标分析土壤的土壤含水量的实测数据，并根据实测数据对反演得到的土壤含水量数据进行误差校正；根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，生成目标分析土壤的土壤含水量数据。在一些实施例中，利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类，包括：采用最大似然法对目标分析土壤的光学遥感数据进行一级区域分类，其中，一级区域包括有效区域和无效区域；利用植被指数对位于有效区域的目标分析土壤的光学遥感数据进行二级区域分类，其中，二级区域包括裸露地表区域和植被覆盖区域。在一些实施例中，基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量，包括：利用微波遥感数据反演裸露地表区域的土壤含水量，以及利用微波遥感数据反演去除植被影响后的植被覆盖区域的土壤含水量。在一些实施例中，利用微波遥感数据反演裸露地表区域的土壤含水量，包括：将裸露地表区域的微波遥感数据输入应用于裸露地表的散射模型中，输出得到裸露地表区域的土壤含水量。在一些实施例中，利用微波遥感数据反演去除植被影响后的植被覆盖区域的土壤含水量，包括：利用水云模型从由植被覆盖区域的微波遥感数据获得的后向散射系数中去除植被影响，得到植被覆盖区域的土壤的后向散射系数；基于得到的土壤的后向散射系数，反演植被覆盖区的土壤含水量。在一些实施例中，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量之前，该方法还包括：以目标分析土壤的光学遥感数据为基准，对目标分析土壤的微波遥感数据进行处理，其中，处理后的微波遥感数据与光学遥感数据具有相同大小的像元。在一些实施例中，根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，生成目标分析土壤的土壤含水量数据，包括：根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，绘制目标分析土壤的土壤含水量分布图。第二方面，本申请实施例提供了一种土壤含水量的反演装置，包括：分类单元，被配置成利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类；反演单元，被配置成基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量；校正单元，被配置成采集目标分析土壤的土壤含水量的实测数据，并根据实测数据对反演得到的土壤含水量数据进行误差校正；生成单元，被配置成根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，生成目标分析土壤的土壤含水量数据。在一些实施例中，分类单元进一步被配置成采用最大似然法对目标分析土壤的光学遥感数据进行一级区域分类，其中，一级区域包括有效区域和无效区域；利用植被指数对位于有效区域的目标分析土壤的光学遥感数据进行二级区域分类，其中，二级区域包括裸露地表区域和植被覆盖区域。在一些实施例中，反演单元包括：第一子单元，被配置成利用微波遥感数据反演裸露地表区域的土壤含水量；第二子单元，被配置成利用微波遥感数据反演去除植被影响后的植被覆盖区域的土壤含水量。在一些实施例中，第一子单元进一步被配置成将裸露地表区域的微波遥感数据输入应用于裸露地表的散射模型中，输出得到裸露地表区域的土壤含水量。在一些实施例中，第二子单元进一步被配置成利用水云模型从由植被覆盖区域的微波遥感数据获得的后向散射系数中去除植被影响，得到植被覆盖区域的土壤的后向散射系数；基于得到的土壤的后向散射系数，反演植被覆盖区的土壤含水量。在一些实施例中，该装置还包括处理单元，被配置成以目标分析土壤的光学遥感数据为基准，对目标分析土壤的微波遥感数据进行处理，其中，处理后的微波遥感数据与光学遥感数据具有相同大小的像元。在一些实施例中，生成单元进一步被配置成根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，绘制目标分析土壤的土壤含水量分布图。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备包括：处理器；存储装置，其上存储有计算机程序；当处理器执行存储装置上的计算机程序时，使得电子设备实现如第一方面中任一实施例所描述的土壤含水量的反演方法。第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实施例所描述的土壤含水量的反演方法。本申请实施例提供的土壤含水量的反演方法和反演装置，首先可以通过光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类；之后，基于区域分类结果，可以利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量；接着，采集目标分析土壤的土壤含水量的实测数据，并可以根据实测数据对反演得到的土壤含水量数据进行误差校正；最后，根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，可以生成目标分析土壤的土壤含水量数据。这种实施方式融合了多种数据进行土壤含水量的反演，在一定程度上可以弥补单一数据反演的不足，有助于提高土壤含水量反演的准确度。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本申请的一个实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；图2为本申请提供的土壤含水量的反演方法的一个实施例的流程图；图3为本申请提供的土壤含水量的反演装置的一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1示出了可以应用本申请实施例的土壤含水量的反演方法或反演装置的示例性系统架构100。如图1所示，系统架构100可以包括终端101、网络102、服务器103、光学遥感卫星104和微波遥感卫星105。网络102可以用以在终端101与服务器103之间提供通信链路的介质。网络102可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。用户可以使用终端101通过网络102与服务器103进行交互，以接收或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤含水量的反演方法，包括：利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类；基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量；采集目标分析土壤的土壤含水量的实测数据，并根据实测数据对反演得到的土壤含水量数据进行误差校正；根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，生成目标分析土壤的土壤含水量数据。

【技术特征摘要】
1.一种土壤含水量的反演方法，包括：利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类；基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量；采集目标分析土壤的土壤含水量的实测数据，并根据实测数据对反演得到的土壤含水量数据进行误差校正；根据区域分类结果和校正后的土壤含水量数据，生成目标分析土壤的土壤含水量数据。2.根据权利要求1的方法，利用光学遥感数据对目标分析土壤进行区域分类，包括：采用最大似然法对目标分析土壤的光学遥感数据进行一级区域分类，其中，一级区域包括有效区域和无效区域；利用植被指数对位于有效区域的目标分析土壤的光学遥感数据进行二级区域分类，其中，二级区域包括裸露地表区域和植被覆盖区域。3.根据权利要求2的方法，基于区域分类结果，利用微波遥感数据反演位于有效区域的目标分析土壤的土壤含水量，包括：利用微波遥感数据反演裸露地表区域的土壤含水量，以及利用微波遥感数据反演去除植被影响后的植被覆盖区域的土壤含水量。4.根据权利要求3的方法，利用微波遥感数据反演裸露地表区域的土壤含水量，包括：将裸露地表区域的微波遥感数据输入应用于裸露地表的散射模型中，输出得到裸露地表区域的土壤含水量。5.根据权利要求3的方法，利用微波遥感数据反演去除植被影响后的植被覆盖区域的土壤含水量，包括：利用水云模型从由植被覆盖区域的微波遥感数据获得的后向散射系数中去除植被影响，得到植被覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄平平，苏日图，谭维贤，徐伟，杨文，董亦凡，李秀娟，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15