[发明专利]基于蒸散量植被指数空间特征的大区域尺度土壤水分反演方法

说明书

本发明涉及植被种植技术领域，具体地说，涉及基于蒸散量植被指数空间特征的大区域尺度土壤水分反演方法。其包括遥感控制步骤：遥感平台对光学观测遥感器以及微波观测遥感器进行控制；植被地面顶点观测步骤：利用光学观测遥感以及微波观测遥感对地面植被的蒸散量进行时间和空间两个特征的观测；特征模拟步骤：利用时间和空间两个特征反演出大区域尺度土壤的水分。本发明中蒸腾参数化引入了冠层阻抗来反应植物的对水蒸气的传输效率，仅需获取归一化植被指数、叶面积指数等遥感数据对大区域尺度土壤水分进行反演计算，从而解决了反演步骤复杂的问题。

技术领域

本发明涉及植被种植技术领域，具体地说，涉及基于蒸散量植被指数空间特征的大区域尺度土壤水分反演方法。

背景技术

植被群落蒸散量和CO₂交换量的测定方法多种多样，该文以水分、CO₂动态的区域性整合为目标，开创了一种新的、同时测定群落蒸散量和CO₂交换量的方法--LI-6262CO2/H2O分析仪接气室法。借助这种方法测定了内蒙古锡林河流域典型草原区群落蒸散量和CO₂交换量，取得了较好的结果。该方法将群落的重要生态过程：蒸散与光合、呼吸作用的测定联系起来，也因此得到一系列表征群落特性的有用指标；同时该方法具有精度高、简便易携带、适于野外操作等特点，经进一步改进后可广泛用于草原、沙地及湿地植物群落的气体通量测定。对于精确研究草原区各种植物群落类型的水分利用、光合和呼吸特性及草原区植被在全球气候变化中的地位和作用等有重要的实用价值。

但植被群落内的植被种类不同，在大区域尺度土壤水分反演过程中需要对不同种类的植被进行区分，这样无疑增加了反演的工作步骤，增大了反演的负担。

发明内容

本发明的目的在于提供基于蒸散量植被指数空间特征的大区域尺度土壤水分反演方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供基于蒸散量植被指数空间特征的大区域尺度土壤水分反演方法，其方法步骤如下：

S1.1、遥感控制步骤：遥感平台对光学观测遥感器以及微波观测遥感器进行控制；

S1.2、植被地面顶点观测步骤：利用光学观测遥感以及微波观测遥感对地面植被的蒸散量进行时间和空间两个特征的观测；

S1.3、特征模拟步骤：利用时间和空间两个特征反演出大区域尺度土壤的水分。

作为本技术方案的进一步改进，所述S1.1中遥感平台包括信息传输模块、信息接收模块以及图像处理模块；所述信息传输模块用于将控制信息传输给光学观测遥感器以及微波观测遥感器，通过光学观测遥感器以及微波观测遥感对地表温度进行热成像提取；所述信息接收用于接收遥感平台的控制信号；所述图像处理模块用于对提取的热成像进行处理。

作为本技术方案的进一步改进，所述图像处理模块处理方法如下：

S2.1、图像校正：利用地面植被的控制点，将植被坐标转换函数，把各控制点从地理空间投影到图像空间，几何校正的精度直接取决于地面植被的控制点选取的精度、分布和数量；因此，地面植被的控制点的选择必须满足一定的条件，即：地面植被的控制点应当均匀地分布在图像内；地面植被的控制点应当在图像上有明显的、精确的定位识别标志，如公路、铁路交叉点、河流叉口、农田界线等，以保证空间配准的精度；地面植被的控制点要有一定的数量保证；

S2.2、地面植被的控制点选好后，再选择不同的校正算子和插值法进行计算，同时，还对地面植被的控制点进行误差分析，使得其精度满足要求为止，再将校正好的图像与地形图进行对比。

作为本技术方案的进一步改进，所述S2.2中插值法为线性加权算法，其算法公式如下：