[发明专利]一种农田土壤水分遥感反演方法

摘要

本发明公开了一种农田土壤水分遥感反演方法，该方法基于能量平衡方程和TVDI，提出了定量干湿边确定方法和改进的TVQI模型—定量温度植被指数(Temperature Vegetation Quantitative Index，TVQI)。该方法包括(A)基于遥感影像观测值构成的植被指数‑地表温度特征空间，根据地表能量平衡方程，获取定量干边，所述定量干边由Tds、Tdv两点确定；(B)获取定量湿边，所述定量湿边由Tws、Twv两点确定；(C)根据本发明提出的TVQI模型，计算土壤水分估算值。该方法克服了VI‑Ts特征空间计算中对植被覆盖类型的限制，提高了土壤水分遥感反演的精度。

主权项

1.一种农田土壤水分遥感反演方法，所述方法包括：(A)基于遥感影像观测值构成的植被指数‑地表温度特征空间，根据地表能量平衡方程，获取定量干边，所述定量干边由Tds、Tdv两点确定；Ts表示像元的地表温度估算值，Tds表示Ts随植被指数NDVI增大而升高至最高点的值，Tdv表示NDVI接近1时的Ts最大值，Tsmax_qua为Ts对应的定量干边温度，所述定量干边温度Tsmax_qua表示为：Tsmax_qua＝a2+b2×NDVI其中，为所述定量干边的斜率，a₂＝T_ds‑b₂×NDVI_ds为所述定量干边的截距，NDVI_ds、NDVI_dv为T_ds、T_dv对应的植被指数NDVI；采用如下公式分别计算所述Tds、Tdv：其中，S0表示太阳总辐射；αs表示地表反照率；εs表示地表发射率；εa表示无云时大气有效发射率；Tsky表示天空温度；ra表示空气动力学阻抗；σ为斯‑玻常数，ρ为空气密度；CP为空气定压比热；Ta为近地表空气温度；(B)基于遥感影像观测值构成的植被指数‑地表温度特征空间，根据地表能量平衡方程，获取定量湿边，所述定量湿边由Tws、Twv两点确定，Tws表示NDVI接近0时Ts最小值，即裸土最大蒸发点的温度，Twv表示NDVI接近1时Ts最小值，即植被覆盖下最大蒸腾点的温度，Tsmin_qua为Ts对应的定量湿边温度，所述定量湿边温度Tsmin_qua表示为：Tsmin_qua＝a3+b3×NDVI其中，为所述定量湿边的斜率，a₃＝T_ws‑b₃×NDVI_ws为所述定量湿边的截距，NDVI_ws、NDVI_wv为T_ws、T_wv对应的植被指数NDVI；采用如下公式分别计算所述Tws、Twv：其中，S0表示太阳总辐射；αs表示地表反照率；εs表示地表发射率；εa表示无云时大气有效发射率；Tsky表示天空温度；Δ表示饱和水汽压曲线斜率；ra表示空气动力学阻抗；σ为斯‑玻常数，ρ为空气密度；CP为空气定压比热；Ta为近地表空气温度；d为参考高度水汽饱和差；γ为干湿球常数；(C)根据如下公式，计算土壤水分估算值TVQI: