[发明专利]矿区土壤水分反演方法、设备及计算机可读存储介质

说明书

本公开的实施例提供了一种矿区土壤水分反演方法、设备及计算机可读存储介质。方法包括：获取矿区待研究区域的地面理化参数；建立与待研究区域的植被类型对应的水云模型；通过水云模型获取植被类型对应的初始土壤水分反演结果；利用初始土壤水分反演结果以及地面理化参数，对初始随机森林模型进行训练，获得目标随机森林模型；利用目标随机森林模型对待研究区域的当前土壤水分进行反演。以此方式，可利用初始土壤水分反演结果以及实测的地面理化参数，对初始随机森林模型进行多次训练，以便于获得精准的目标随机森林模型，之后即可利用目标随机森林模型对当前土壤水分进行精准反演。

技术领域

本公开涉及矿区植被研究领域，尤其涉及水分检测技术领域。

背景技术

矿区生态环境监测是矿区生态管理的必要前提，土壤水分作为矿区生态系统的重要组成部分，对其进行监测具有重要的现实意义。矿区场景具有的空间异质性强、地形特征复杂特点，使得在矿区进行土壤水分反演需要综合考虑反演模型的选取及其适用场景。然而目前并没有相关技术能够准确获取矿区植被覆盖的地表下的土壤水分，因而，如何准确获取矿区植被覆盖的地表下的土壤水分就成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本公开提供了一种矿区土壤水分反演方法、设备以及存储介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种矿区土壤水分反演方法。该方法包括：

获取所述矿区待研究区域的地面理化参数；所述待研究区域种植有至少一个植被类型；

建立与所述待研究区域的植被类型对应的水云模型；

通过所述水云模型获取所述植被类型对应的初始土壤水分反演结果；

利用所述初始土壤水分反演结果以及所述地面理化参数，对初始随机森林模型进行训练，获得目标随机森林模型；

利用所述目标随机森林模型对所述待研究区域的当前土壤水分进行反演。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取所述矿区待研究区域的地面理化参数，包括：

通过卫星实测所述待研究区域的植被参数和土壤参数，其中，所述植被参数包括：植被水分含量、叶绿素含量以及叶面积指数中的至少一项，所述土壤参数包括：实测土壤水分和/或实测土壤粗糙度；

通过无人机获取所述待研究区域的无人机影像；所述无人机影像包括正射影像和/或高光谱影像；

根据所述无人机影像获取所述待研究区域的植被覆盖度、植被冠层水分、植被类型中的至少一项。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述无人机影像获取所述待研究区域的植被覆盖度，包括：

根据所述正射影像中的红黄蓝像元值，获取所述待研究区域的植被指数；

根据所述待研究区域的植被指数，确定所述待研究区域的植被覆盖度。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述无人机影像获取所述待研究区域的植被类型，包括：

通过光谱角制图法对所述高光谱影像进行分类，以确定所述待研究区域所种植被的植被类型。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：

对所述实测土壤粗糙度进行逐次降尺度，直至所述实测土壤粗糙度的空间分辨率达到目标空间分辨率；

将达到所述目标空间分辨率的土壤粗糙度确定为所述目标土壤粗糙度。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述通过所述水云模型获取所述植被类型对应的初始土壤水分反演结果，包括：