基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法技术

本发明专利技术公开了基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法，属于数据分析和处理领域，该反演方法具体步骤如下：(1)农田位置确认以及农作物数据收集；(2)收集相关地表温度数据；(3)构建农田模型并导入温度数据；(4)对地表温度进行反演计算；(5)反演结果精度分析，并进行温度预测；本发明专利技术能够同时记录不同地区的地表温度数据，提高工作人员的工作效率，通过服务器自行记录，提高数据记录的准确性，能够依据地表温度更新种植方案，保证农作物的正常生长，降低人们的工作压力，提高人们的工作质量。提高人们的工作质量。提高人们的工作质量。

【技术实现步骤摘要】
基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法


[0001]本专利技术涉及数据分析和处理领域，尤其涉及基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法。

技术介绍

[0002]地表温度，就是地面的温度，太阳的热能被辐射到达地面后，一部分被反射，一部分被地面吸收，使地面增热，对地面的温度进行测量后得到的温度就是地表温度，地表温度还会由所处地点环境而有所不同，多种卫星遥感数据反演地表温度信息产品是地理国情监测云平台推出的生态环境类系列数据产品之一，影响地表温度变化的因素也比较多，对于一个地区而言，该地区的地表温度主要取决于：该地区所在的纬度，另外还有海拔的高差、人口的密度、工业的发展程度以及森林的覆盖，同时农作物的生长也与地表温度息息相关；因此，专利技术出基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法变得尤为重要；
[0003]经检索，中国专利号CN111652404A公开了一种全天气地表温度反演方法和系统，该专利技术虽然能够高效、准确地预测全天气地表温度，但是无法同时对多个地区的地表温度进行记录，降低工作人员的工作效率，同时需要工作人员人工记录数据，降低数据记录的准确性；此外，现有的基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法无法依据预测的地表温度对农作物种植方案进行规划，无法保证农作物正常生长，增加人们工作压力；为此，我们提出基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法，该反演方法具体步骤如下：
[0007](1)农田位置确认以及农作物数据收集：通过卫星对农田所在区域进行位置确认，同时提取对应区域农田图像信息，并收集对应农田所种植的农作物数据；
[0008](2)收集相关地表温度数据：收集相应地区的地表温度数据，并构建区域数据调用库，并对收集到的数据进行有序分类，同时将各组数据录入观测日志；
[0009](3)构建农田模型并导入温度数据：构建对应农田的三维模型，并从区域数据调用库中进行数据调用对应地表温度数据，同时将其导入农田模型中，并对地表温度数据进行数据校正；
[0010](4)对地表温度进行反演计算：通过校正完成的数据对农田下垫层面地表温度进行反演计算，并依据计算结果绘制反演温度图，并将其反馈给工作人员；
[0011](5)反演结果精度分析，并进行温度预测：收集卫星遥感资料同步测定的气象数据，并将其与反演温度图中的数据进行精度比对，同时将存在误差的数据进行调整，并依据反演温度图对相关区域进行预测规划。
[0012]进一步地，步骤(1)中所述位置确认具体步骤如下：
[0013]步骤一：工作人员输入需要检测的农田信息，服务器对农田数量进行确认，并将农田数量记录为n，其中，n为自然数；
[0014]步骤二：服务器与GPS卫星通信连接，并开始依次对各农田所在区域定位，同时收集相关区域信息；
[0015]步骤三：每成功锁定一个区域时，n＝n
‑
1，当n＝0，停止定位，并将各区域位置以及区域信息反馈给工作人员进行确认；
[0016]步骤四：若定位的区域存在误差，工作人员通过手动操作对部分定位错误的区域进行调整，并重新收集该地区的区域信息。
[0017]进一步地，步骤(2)中所述有序分类具体步骤如下：
[0018]第一步：将各区域按照首字母A～Z进行有序排列，并将对应农田划分至对应区域；
[0019]第二步：将农田按照不同农作物种类进行分类，同时将各组农田按照“地区
‑
农作物
‑
编号”进行标记；
[0020]第三步：将地表温度数据与对应农田进行匹配，同时生成观测日志，并将区域名、农作物种类、农田编号以及地表温度数据导入观测日志。
[0021]进一步地，步骤(3)中所述数据校正具体步骤如下：
[0022]S1：将地表温度数据按照热红外地表温度信息、微波信息、表面温度再分析信息进行分类；
[0023]S2：各项信息导入农田三维模型中，同时分别对热红外地表温度信息、微波信息、表面温度再分析信息进行异常检测；
[0024]S3：若存在异常信息，则将其反馈给工作人员，并由工作人员进行人工核实与修改，同时对观测日志进行数据更新。
[0025]进一步地，步骤(4)中所述反演计算具体步骤如下：
[0026]SS1：将通过区域信息的地类按照农作物、水体以及建筑物进行分类，并通过混合像元分解法计算植被覆盖率，其具体计算公式如下：
[0027]F
V
＝(NDVI
‑
NDVI
S
)/(NDVI
‑
NDVI
V
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0028]其中，F
V
代表植被覆盖率，NDVI代表归一化差异植被指数，NDVI
V
代表完全裸土像元的NDVI值，NDVI
S
代表茂密植被覆盖的NDVI值；
[0029]SS2：对区域地图上亮度温度进行计算，其具体计算公式如下：
[0030][0031]其中，T
i
代表第i波段的图上亮温，I
i
代表第i波段的热辐射强度，λ
i
代表第i波段有效中心的波长；
[0032]SS3：各地区域地图上亮度温度计算完成，通过比值法对大气水分含量进行计算，其具体计算公式如下：
[0033]W＝[(α
‑
ln(ρ
x
/ρ
y
))/β]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0034]其中，W代表大气水分含量，α与β为常数，ρ
x
与ρ
y
分别为第x与y波段的地面反射率；
[0035]SS4：构建两因素算法模型对地表温度进行计算，其具体计算公式如下：
[0036]T
s
＝A0+A1T
a
‑
A2T
b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0037]其中，T
s
代表地表温度，A0、A1与A2代表三个算法参数，T
a
代表第a波段的亮温，T
b
代表第b波段的亮温；
[0038]SS5：收集各项计算数据，并绘制各区域的反演温度图，并将地表温度、亮度温度、大气水分含量以及植被覆盖率在对应反演温度图上进行标注。
[0039]进一步地，步骤(5)中所述预测规划具体步骤如下：
[0040]P1：提取对应区域的气象数据，并将其与对应区域的反演温度图的9*9个像元的平均值来进行比较；
[0041]P2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法，其特征在于，该反演方法具体步骤如下：(1)农田位置确认以及农作物数据收集：通过卫星对农田所在区域进行位置确认，同时提取对应区域农田图像信息，并收集对应农田所种植的农作物数据；(2)收集相关地表温度数据：收集相应地区的地表温度数据，并构建区域数据调用库，并对收集到的数据进行有序分类，同时将各组数据录入观测日志；(3)构建农田模型并导入温度数据：构建对应农田的三维模型，并从区域数据调用库中进行数据调用对应地表温度数据，同时将其导入农田模型中，并对地表温度数据进行数据校正；(4)对地表温度进行反演计算：通过校正完成的数据对农田下垫层面地表温度进行反演计算，并依据计算结果绘制反演温度图，并将其反馈给工作人员；(5)反演结果精度分析，并进行温度预测：收集卫星遥感资料同步测定的气象数据，并将其与反演温度图中的数据进行精度比对，同时将存在误差的数据进行调整，并依据反演温度图对相关区域进行预测规划。2.根据权利要求1所述的基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法，其特征在于，步骤(1)中所述位置确认具体步骤如下：步骤一：工作人员输入需要检测的农田信息，服务器对农田数量进行确认，并将农田数量记录为n，其中，n为自然数；步骤二：服务器与GPS卫星通信连接，并开始依次对各农田所在区域定位，同时收集相关区域信息；步骤三：每成功锁定一个区域时，n＝n
‑
1，当n＝0，停止定位，并将各区域位置以及区域信息反馈给工作人员进行确认；步骤四：若定位的区域存在误差，工作人员通过手动操作对部分定位错误的区域进行调整，并重新收集该地区的区域信息。3.根据权利要求2所述的基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法，其特征在于，步骤(2)中所述有序分类具体步骤如下：第一步：将各区域按照首字母A～Z进行有序排列，并将对应农田划分至对应区域；第二步：将农田按照不同农作物种类进行分类，同时将各组农田按照“地区
‑
农作物
‑
编号”进行标记；第三步：将地表温度数据与对应农田进行匹配，同时生成观测日志，并将区域名、农作物种类、农田编号以及地表温度数据导入观测日志。4.根据权利要求1所述的基于微波数据农田下垫层面地表温度反演方法，其特征在于，步骤(3)中所述数据校正具体步骤如下：S1：将地表温度数据按照热红外地表温度信息、微波信息、表面温度再分析信息进行分类；S2：各项信息导入农田三维模型中，同时分别对热红外地表温度信息、微波信息、表面温度再分析信息进行异常检测；S3：若存在异常信息，则将其反馈给工作人员，并由工作人员进行人工核实与修改，同时对观测日志进行数据更新。
5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宁博，吴宗俊，赵龙，朱世丹，郑顺生，吕敏，何紫玲，刘泉杉，
申请(专利权)人：崔宁博，
类型：发明
国别省市：