【技术实现步骤摘要】
一种利用多源卫星亮温数据提取区域日均土壤水分的方法
[0001]本专利技术涉及微波遥感
，具体地涉及一种利用多源卫星亮温数据提取区域日均土壤水分的方法。
技术介绍
[0002]由于土壤和水介电特性的巨大差异使得微波遥感信号对土壤水分含量变化非常敏感，因此，微波遥感技术也成为了区域土壤水分制图的重要手段之一。相较于传统地面测量获取土壤水分信息的方式，卫星遥感土壤水分产品具有大区域、成本低等优势。被动微波遥感也由于对土壤水分敏感、覆盖周期短等优势成为大区域土壤水分制图的重要工具。近年来，随着卫星遥感技术的快速发展，被动微波遥感反演土壤水分的精度也在不断提高，其土壤水分遥感产品也为全球变化、农业、水利等行业提供了重要的土壤水分数据支撑。
[0003]但是，由于卫星是每天按照预定轨道进行对地观测，因此土壤水分等地表参数反演结果也是卫星过境时刻的瞬时值，即使覆盖周期最短的卫星每日只能获得同一区域升轨和降轨两次观测数据，无法反映整日地表土壤水分的总体情况，限制了土壤水分遥感产品的应用领域。
[0004]因此如何将卫...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用多源卫星亮温数据提取区域日均土壤水分的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，获取一天内不同卫星过境时间的观测亮温数据及观测参数；S2，根据不同的卫星观测条件，利用单通道算法反演地表土壤水分；S3，计算不同卫星观测条件的采样深度，并对反演的土壤水分按采样深度进行换算，得到固定深度的土壤水分反演值；S4，计算卫星过境时刻对应的地面土壤水分实测值，构建日均土壤水分提取模型；S5，将日均土壤水分提取模型应用于土壤水分反演数据，得到区域日均土壤水分信息。2.根据权利要求1所述的一种利用多源卫星亮温数据提取区域日均土壤水分的方法，其特征在于，步骤S1中，获取一天内不同卫星过境时间的观测亮温数据及观测参数，所述观测亮温数据包括区域内每日卫星观测的升轨和降轨亮温数据，包括但不限于观测时间、观测角度和观测频率。3.根据权利要求1所述的一种利用多源卫星亮温数据提取区域日均土壤水分的方法，其特征在于，步骤S2中，根据不同的卫星观测条件，利用单通道算法反演地表土壤水分，具体包括如下步骤：S21，获取卫星观测时刻为t的地表H极化微波辐射亮温TB
t
(f,θ)，θ表示观测角度，f表示观测频率,t表示观测时刻；S22，获取地表温度T，根据所述地表H极化微波辐射亮温TB
t
(f,θ)和所述地表温度T计算粗糙地表发射率E
t
(f,θ)，所述粗糙地表发射率S23，利用植被指数获得地表植被层的辐射特征，校正植被覆盖的影响，得到土壤发射率，采用公式(1)进行表示：式中，表示土壤发射率，表示植被发射率，表示为(1
‑
Lp)，ω对不同植被类型取不同的经验值；Lp表示植被衰减因子，可以由植被指数计算，表示为Lp＝e
‑
b
·
vwc
·
secθ
，式中，e为自然常数，b为经验参数，vwc表示为归一化植被指数NDVI的函数，SF表示植被木质结构对光学厚度贡献的经验参数，NDVI为归一化差值植被指数，α和β均为回归系数；S24，根据所述粗糙地表发射率计算粗糙地表反射率所述粗糙地表反射率S25，根据所述粗糙地表反射率建立粗糙地表微波辐射模型，所述粗糙地表微波辐射模型为根据所述粗糙地表微波辐射模型计算光滑地表反射率h为粗糙度参数，e为自然常数；S26，建立土壤介电常数ε与光滑地表反射率之间的关系式
根据所述土壤介电常数ε与光滑地表反射率之间的关系式计算土壤介电常数S27，利用土壤混合介电常数模型建立土壤水分与土壤介电常数的关系式，如下式所示：其中，表示遥感反演的土壤水分；P表示土壤孔隙度，所述土壤孔隙度为容重与土壤固态物质密度的比值；ε
a
和ε
r
分别为空气介电常数和土壤颗粒介电常数；下标a、s、i、w分别表示土壤中的组成物质对应的空气、土壤颗粒、冰和水，水的介电常数ε
inf
表示介电常数参数，ε
w0
和∈分别表示与温度有关的第一参数和第二参数，所述第一参数ε
w0
＝88.045
‑
0.4147
·
T+6.295
·
10
‑4·
T2+1.075
·
10
‑5·
T3，所述第二参数∈＝1.1109
·
10
‑
10
‑
3.824
·
10
‑
12
·
T+6.938
·
10
‑
14
·
T2‑
5.096...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，王光辉，齐建伟，戴海伦，王界，张伟，翟浩然，
申请(专利权)人：自然资源部国土卫星遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：
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