基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法和系统技术方案

本发明专利技术公开的一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法红和系统，包括：采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息；将所述的光谱影像信息和红外线影像信息进行预处理后得到所述农耕用地的遥感影像信息；获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，同时根据所述相关系数引入土壤含盐量估算模型；通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息。警信息。警信息。

【技术实现步骤摘要】
基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，更具体的，涉及一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法、系统和可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着社会经济不断发展，人类与自然环境的矛盾也日益突出，由于对土壤开发利用不当等问题，致使土壤环境被破坏与土地退化等问题成为人类社会发展的阻碍。次生盐渍化主要发生在蒸发作用强烈的干旱、半干旱地区，作为土地退化的一种类型，次生盐渍化是由于不合理的人为措施而引起盐分在耕作土壤表层积累的过程。主要是因为灌溉系统不配套过量灌水，排水受阻引起低下水位上升所致。无人机遥感技术可以快速获取大范围内的地面遥感信息，可以实时、动态地对次生盐渍化状况进行有效监测，并根据监测的次生盐渍化状况采用合适的防治措施，以降低次生盐渍化的危害，提高作物产量。
[0003]为了对农耕用地进行精准有效的次生盐渍化监测和预警，需要开发一款利用无人机遥感技术对农耕用地次生盐渍化进行监测和预警的系统，该系统通过采集目标区域内农耕用地的遥感影像信息；获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，同时根据所述相关系数确定响应波段，引入土壤含盐量估算模型；通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息。在进行系统实现过程中，如何通过光谱数据和土壤含盐量相关系数确定优先相应波段以及如何对目标区域内土壤含盐量进行估算都是亟不可待需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述至少一个技术问题，本专利技术提出了一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法、系统及存储介质。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，包括：
[0006]采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息；
[0007]将所述的光谱影像信息和红外线影像信息进行预处理后得到所述农耕用地的遥感影像信息；
[0008]获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，同时根据所述相关系数引入土壤含盐量估算模型；
[0009]通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息。
[0010]本方案中，所述的采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息采用搭载多光谱遥感传感器及热红外成像系统的无人机平台。
[0011]本方案中，所述的获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，具体为：将无人机获取的影像信息经过图像滤波预处理，在所述影像信息中选取采样点，确
定所述采样点的影像单元，提取所述影像单元的各波段光谱反射率；计算土壤含盐量与光谱数据的相关系数的具体公式为：
[0012][0013]其中，R
j
表示所求的在第j波段中土壤含盐量与光谱数据的相关系数，G
ij
表示在第i个取样点在第j波段的光谱反射率，表示光谱反射率的平均值，Y
i
表示第i个取样点的土壤含盐量，表示样本土壤含盐量的平均值，n表示取样个数。
[0014]本方案中，通过计算土壤含盐量与光谱数据的相关系数确定土壤含盐量与光谱反射率的最优响应波段，在进行最优响应波段的光谱反射率与土壤含盐量的相关性分析后，利用机器学习方法，引入基于光谱反射率的土壤含盐量估算模型，将所述土壤含盐量估算模型进行误差补偿，提高预测效果，通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算。
[0015]本方案中，所述的将土壤含盐量估算模型进行误差补偿，具体为：
[0016]通过土壤含盐量估算模型对采样地点土壤含盐量状况进行预测估算；
[0017]将所述的预测土壤含盐量状况与实际土壤含盐量状况进行比较得到偏差率；
[0018]判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
[0019]若大于，则生成误差补偿信息，通过所述误差补偿信息对所述土壤含盐量估算模型进行预测精确性修正。
[0020]本方案中，所述的通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息，具体为：
[0021]获取目标区域内农耕用地的遥感图像信息；
[0022]将所述遥感图像信息进行预处理，计算获取光谱反射率，通过所述土壤含盐量估算模型估算土壤含盐量状况；
[0023]根据所述土壤含盐量状况生成不同等级的次生盐渍化预警信息；
[0024]将所述次生盐渍化预警信息通过预设方式显示。
[0025]其中所述土壤含盐量状况计算公式具体为：
[0026][0027]其中，Y表示所求土壤含盐量状况，G
b
，G
r
分别表示蓝光波段和红光波段的光谱反射率。
[0028]本专利技术第二方面还提供了一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法程序，所述基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
[0029]采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息；
[0030]将所述的光谱影像信息和红外线影像信息进行预处理后得到所述农耕用地的遥感影像信息；
[0031]获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，同时根据所述相
关系数引入土壤含盐量估算模型；
[0032]通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息。
[0033]本方案中，所述的采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息采用搭载多光谱遥感传感器及热红外成像系统的无人机平台。
[0034]本方案中，所述的获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，具体为：将无人机获取的影像信息经过图像滤波预处理，在所述影像信息中选取采样点，确定所述采样点的影像单元，提取所述影像单元的各波段光谱反射率；计算土壤含盐量与光谱数据的相关系数的具体公式为：
[0035][0036]其中，R
j
表示所求的在第j波段中土壤含盐量与光谱数据的相关系数，G
ij
表示在第i个取样点在第j波段的光谱反射率，表示光谱反射率的平均值，Y
i
表示第i个取样点的土壤含盐量，表示样本土壤含盐量的平均值，n表示取样个数。
[0037]本方案中，通过计算土壤含盐量与光谱数据的相关系数确定土壤含盐量与光谱反射率的最优响应波段，在进行最优响应波段的光谱反射率与土壤含盐量的相关性分析后，利用机器学习方法，引入基于光谱反射率的土壤含盐量估算模型，将所述土壤含盐量估算模型进行误差补偿，提高预测效果，通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算。
[0038]本方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，其特征在于，包括：采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息；将所述的光谱影像信息和红外线影像信息进行预处理后得到所述农耕用地的遥感影像信息；获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，同时根据所述相关系数引入土壤含盐量估算模型；通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息。2.根据权利要求1所述的一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，其特征在于，所述的采集目标区域内农耕用地光谱影像信息以及红外线影像信息采用搭载多光谱遥感传感器及热红外成像系统的无人机平台。3.根据权利要求1所述的一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，其特征在于，所述的获取光谱反射率，计算获取土壤含盐量与光谱数据的相关系数，具体为：将无人机获取的影像信息经过图像滤波预处理，在所述影像信息中选取采样点，确定所述采样点的影像单元，提取所述影像单元的各波段光谱反射率；计算土壤含盐量与光谱数据的相关系数的具体公式为：其中，R
j
表示所求的在第j波段中土壤含盐量与光谱数据的相关系数，G
ij
表示在第i个取样点在第j波段的光谱反射率，表示光谱反射率的平均值，Y
i
表示第i个取样点的土壤含盐量，表示样本土壤含盐量的平均值，n表示取样个数。4.根据权利要求3所述的一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，其特征在于，通过计算土壤含盐量与光谱数据的相关系数确定土壤含盐量与光谱反射率的最优响应波段，在进行最优响应波段的光谱反射率与土壤含盐量的相关性分析后，利用机器学习方法，引入基于光谱反射率的土壤含盐量估算模型，将所述土壤含盐量估算模型进行误差补偿，提高预测效果，通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算。5.根据权利要求4所述的一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，其特征在于，所述的将土壤含盐量估算模型进行误差补偿，具体为：通过土壤含盐量估算模型对采样地点土壤含盐量状况进行预测估算；将所述的预测土壤含盐量状况与实际土壤含盐量状况进行比较得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成误差补偿信息，通过所述误差补偿信息对所述土壤含盐量估算模型进行预测精确性修正。6.根据权利要求1所述的一种基于遥感的农耕用地次生盐渍化监测和预警方法，其特征在于，所述的通过所述土壤含盐量估算模型对土壤含盐量进行估算，并根据所述土壤含盐量对次生盐渍化进行等级划分并生成预警信息，具体为：
获取目标区域内农耕用地的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈远兴，
申请(专利权)人：遥相科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：