【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植被生态参数遥感反演，特别涉及一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法。
技术介绍
1、茎叶比在田间管理与作物育种中扮演着重要角色，当作物受到养分和水分胁迫时，会促使光合产物向根系的分配比例增加，导致茎叶比变化缓慢。因此茎叶比的变化揭示了环境胁迫效应，可以指导田间作物的科学施肥和合理管理。
2、现有技术中，当前使用遥感技术估算作物的茎叶比主要以植被指数构建统计回归模型为主。该方法假设作物理化参数与植被指数之间具有一定的关联性，使用回归方程将两者联系起来，若假设正确，可以产生精准的估算结果；若假设错误，估算结果会具有误导性。
3、上述现有技术存在的缺陷是：受高覆盖度下光谱饱和效应的影响，很难对作物冠层结构相关的参数做出精准的估算。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法。
2、本专利技术实施例提供一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法，包括：
3、获取地面实测数据作物茎叶比slr、作物冠层叶面积指数lai，计算作物单株等效冠层叶面积指数lai′；通过所述作物单株等效冠层叶面积指数lai′对水平作物冠层地面覆盖率cs和水平作物冠层地表覆盖率co进行修正，通过所述作物茎叶比slr对相关性γ(co，cs)进行修正；
4、将修正后的相关性γ(co，cs)、修正后的水平作物冠层地面覆盖率cs、修正后的水平作物冠层地表覆盖率
5、根据所述地面实测数据作物茎叶比slr和作物冠层叶面积指数lai和多组实测光谱确定参数输入组合，将所述参数输入组合输入到e-inform模型中得到查找表lut；通过所述查找表lut的数据训练机器学习模型mtn，使用实测光谱进行验证，得到反演参数：作物茎叶比slr与作物冠层叶面积指数lai。
6、另外的，所述计算作物单株等效冠层叶面积指数lai′包括：
7、
8、其中，lai′为作物单株等效冠层叶面积指数，lai为作物冠层叶面积指数，slr为作物茎叶比。
9、另外的，所述修正后的水平作物冠层地面覆盖率cs，所述修正后的水平作物冠层地表覆盖率co，所述修正后的相关性γ(co，cs)分别为：
10、co＝1-exp(-lai′/cosθo)
11、cs＝1-exp(-lai′/cosθs)
12、γ(co，cs)＝exp(-g*slr)
13、其中，co为观测方向上的有效冠层覆盖比例，cs为太阳方向的阴影区覆盖比例，lai′为作物单株等效冠层叶面积指数，γ(co，cs)为相关性，slr为作物茎叶比；θo和θs分别为传感器观测天顶角和太阳入射天顶角；g为在给定光照入射和观测方向条件下的几何作用因子。
14、另外的，作物冠层茎叶双组分辐射传输模型e-inform包括：
15、rc＝fprosail(lai，hot，θs，θo，phi，ala，ρsoil，cab，car，cw，cm，n)
16、c＝(1-ts*to)*cs*co
17、rg＝fprosail(lai，hot，θs，θo，phi，ala，ρsoil，cab，car，cw，cm，n)
18、g＝fcd*ts*to+fcs*to+fbd*ts+fbs
19、r＝rc*c+rg*g
20、其中，r为反射率，c为冠层因子，g为地表因子，rg为地表反射率，rc为作物冠层反射率，ts是太阳方向的平均冠层透过率，to是观测方向的平均冠层透过率，lai为作物冠层叶面积指数，hot为热点参数，θo和θs分别为传感器观测天顶角和太阳入射天顶角，phi为传感器和太阳相对方位夹角，ala为冠层平均叶倾角，ρsoil为土壤参数，cab为叶绿素含量，car为类胡萝卜素含量，cw为干物质含量，cm为等效水厚度，n为叶片结构参数；
21、to＝fprosail(lai，hot，θs，θo，phi，ala，ρsoil，cab，car，cw，cm，n)
22、ts＝fprosail(lai，hot，θs，θo，phi，ala，ρsoil，cab，car，cw，cm，n)
23、其中，ts是太阳方向的平均冠层透过率，to是观测方向的平均冠层透过率，lai为作物冠层叶面积指数，hot为热点参数，θo和θs分别为传感器观测天顶角和太阳入射天顶角，phi为传感器和太阳相对方位夹角，ala为冠层平均叶倾角，ρsoil为土壤参数，cab为叶绿素含量，car为类胡萝卜素含量，cw为干物质含量，cm为等效水厚度，n为叶片结构参数；
24、fcs＝co*(1-cs)-γ(co，cs)*[co*(1-co)*cs(1-cs)]1/2
25、fbs＝(1-co)*(1-cs)+γ(co，cs)*[co*(1-co)*cs(1-cs)]1/2
26、fcd＝co*cs+γ(co，cs)*[co*(1-co)*cs(1-cs)]1/2
27、fbd＝cs*(1-co)-γ(co，cs)*[co*(1-co)*cs(1-cs)]1/2
28、fcd+fcs+fbd+fbs＝1
29、其中，fcs为在冠层水平投影范围内光照，fbs为非冠层覆盖区光照，fcd为在冠层水平地面投影范围内阴影，fbd为非冠层覆盖区阴影，co为观测方向上的有效冠层覆盖比例，cs为太阳方向的阴影区覆盖比例，lai′为作物单株等效冠层叶面积指数，γ(co，cs)为相关性。
30、另外的，所述确定参数输入组合包括：
31、根据地面实测数据作物茎叶比slr和作物冠层叶面积指数lai确定模拟数据范围，对模拟数据范围使用蒙特卡洛方法，得到模拟的作物茎叶比slr和作物冠层叶面积指数lai组合；
32、获取多组实测光谱，通过pso算法对每组实测光谱中的非反演待优化参数进行优化，对每组实测光谱中优化后的非反演待优化参数取中值，将模拟的作物茎叶比slr和作物冠层叶面积指数lai组合与非反演参数进行组合得到参数输入组合，其中非反演参数包括非反演待优化参数和非反演非优化参数。
33、另外的，所述通过pso算法对每组实测光谱中的非反演待优化参数进行优化，具体包括：
34、确定e-inform模型的输入，包括非反演待优化参数：叶绿素含量cab，干物质含量cw，等效水厚度cm，冠层平均叶倾角ala；非反演非优化参数：类胡萝卜素含量car，叶片结构参数n，土壤参数ρsoil，传感器和太阳相对方位夹角phi，热点参数hot，传感器观测天顶角θo，太阳入射天顶角θs；反演参数：作物冠层叶面积指数lai，作物茎叶比slr；
35、确定pso算法优化的代价函数：
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，所述计算作物单株等效冠层叶面积指数LAI'包括：
3.如权利要求2所述的一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，所述修正后的水平作物冠层地面覆盖率Cs，所述修正后的水平作物冠层地表覆盖率Co，所述修正后的相关性γ(Co,Cs)分别为：
4.如权利要求1所述的一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，作物冠层茎叶双组分辐射传输模型E-INFORM包括：
5.如权利要求1所述的一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，所述参数输入组合包括：
6.如权利要求5所述的一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，所述通过PSO算法对每组实测光谱中的非反演待优化参数进行优化，具体包括：
7.如权利要求6所述的一种基于E-INFORM模型的作物冠层结构参
...【技术特征摘要】
1.一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，所述计算作物单株等效冠层叶面积指数lai'包括：
3.如权利要求2所述的一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在于，所述修正后的水平作物冠层地面覆盖率cs，所述修正后的水平作物冠层地表覆盖率co，所述修正后的相关性γ(co,cs)分别为：
4.如权利要求1所述的一种基于e-inform模型的作物冠层结构参数反演方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵军，陈伟男，张静，李振洪，高美玲，杨耘，冯海宽，李贺丽，李伟国，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。