【技术实现步骤摘要】
一种基于高光谱遥感的土壤墒情检测方法
本专利技术涉及光谱分析
，尤其是一种基于高光谱遥感的土壤墒情检测方法。
技术介绍
我国是一个干旱缺水严重的国家，人均水资源量只有世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。土壤墒情(含水量)的变化影响陆地-大气界面的蒸发、渗透、径流、侵蚀等过程，是农业、水文、气象、生态等领域的关键参数。因此，反演土壤墒情信息是非常重要的，准确、快速、无损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。传统的土壤墒情采用定点实测方法，如烘干称重、电阻测量等，在需要精细的空间采样间隔时，存在着成本昂贵、周期长等缺点。遥感方法具有无损、快速的特点，适合大范围土壤墒情的动态监测，现有土壤遥感检测手段中应用较广的方法是微波遥感方法，由于其成像原理限制，空间分辨率较低，因此难以应用于田间、地块尺度。而光学遥感方法大多基于统计学手段，在二维光谱特征空间内建立土壤含水量与光谱反射率之间的回归模型，由于土壤类型多样，理化性质各异，其反射光谱特性在不同土壤类型之间存在显著的差异，因此这...
【技术保护点】
1.一种基于高光谱遥感的土壤墒情检测方法，其特征在于建立含水土壤反射率光谱模型并获取对应的物理模型参数，使用光谱角度匹配方法判断待实测光谱所属的物理模型，利用皮尔森相关系数判断反演最佳波段，输入对应的最佳波段反射率，根据特定波段下的土壤反射率，实现土壤墒情的反演。具体包括以下步骤：/n步骤1：采集目标区域具有不同质地、理化性质相异的土壤样本；/n步骤2：构建土壤墒情-光谱数据库，获取各土壤样本在不同含水量梯度下的光谱数据并进行预处理；/n步骤3：根据Kubelka–Munk理论模拟光线在土壤颗粒内部的辐射传输过程，建立各个土壤样本的含水量-光谱反射率辐射传输物理模型；/n步...
【技术特征摘要】
1.一种基于高光谱遥感的土壤墒情检测方法，其特征在于建立含水土壤反射率光谱模型并获取对应的物理模型参数，使用光谱角度匹配方法判断待实测光谱所属的物理模型，利用皮尔森相关系数判断反演最佳波段，输入对应的最佳波段反射率，根据特定波段下的土壤反射率，实现土壤墒情的反演。具体包括以下步骤：
步骤1：采集目标区域具有不同质地、理化性质相异的土壤样本；
步骤2：构建土壤墒情-光谱数据库，获取各土壤样本在不同含水量梯度下的光谱数据并进行预处理；
步骤3：根据Kubelka–Munk理论模拟光线在土壤颗粒内部的辐射传输过程，建立各个土壤样本的含水量-光谱反射率辐射传输物理模型；
步骤4：使用遗传算法做为参数寻优算法，计算代价函数最小时模型的各参数值，建立各土壤样本的模型参数随波长变化的查找表，利用皮尔森相关系数判断各样本对应的反演最佳波段；
步骤5：采集待测土壤的光谱数据，根据光谱角度匹配方法，判断待实测光谱所属模型，输入对应的最佳波段反射率，解算土壤墒情。
2.根据权利要求1所述基于高光谱遥感的土壤墒情检测方法，其特征在于所述采集目标区域不同质地土壤样本，具体为：每个采样点位于2米直径的方圆内，采集中心点以及上、下和左、右四角共五处的地表土壤样本，其地表厚度为5cm，质量不小于2kg，在阴凉处自然风干后研磨，并100目丝网过筛。
3.根据权利要求1所述基于高光谱遥感的土壤墒情检测方法，其特征在于所述构建土壤墒情-光谱数据库，具体为：容器中加入各土壤样本并加入纯水至过饱和状态，静置，待土壤表面的自由水消失后称重并计算此时的饱和持水量θs，然后将饱和土样置于80℃烘箱中，每隔一小时后称重，计算体积含水量，直到土壤质量不再变化，达到干燥状态，同时在不同含水量的情况下进行光谱数据采集与预处理，所述体积含水量由下述I式计算：
所述光谱数据采集的波长范围为350～2500nm，波长间隔为1nm；所述预处理选择400～2400nm光谱区间，...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭琨，张远，王雪，杜培军，丁建伟，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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