[发明专利]一种面向土壤属性预测与制图的亮温或陆面温度协同变量构建选择方法

摘要

本发明涉及一种面向土壤属性预测与制图的亮温/陆面温度协同变量构建选择方法，通过从多时相亮温/陆面温度数据集中，任意选取两不同时序节点的亮温/陆面温度数据，构建多种指数（差异指数、比值指数、归一化差异指数）来反映目标土壤的空间变异特征，两不同时序节点的选择，并不局限于某一个或某一种具体的外界环境条件（如夏季或者降雨前后）的限制，而是首先计算所有可能时相组合下的指数，并利用目标土壤属性与所有时相亮温/陆面温度数据以及所有时相组合下指数之间的相关程度，并结合预设筛选规则，综合选择确定针对目标土壤属性预测与制图的输入变量。

主权项

1.一种面向土壤属性预测与制图的亮温或陆面温度协同变量构建选择方法，用于获得目标土壤对应于面向土壤属性预测与制图的协同变量，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.根据目标土壤的土壤属性的时间变异特征，即目标土壤属性随时间的变异程度大小，结合下垫面土壤以及植被状况，即土壤表面植被覆盖程度和覆盖时间长短，综合考虑目标土壤所处环境因素，即目标土壤所在区域是否存在降雨、降雪、灌溉、及其他能够显著影响土壤热属性的环境因素，确定热红外影像的选取时间区间，然后进入步骤B；步骤B.获取目标土壤对应于选取时间区间的时间序列热红外影像，并计算或直接获取其中对应于各时序节点的亮温或陆面温度数据，构成目标土壤对应选取时间区间的亮温或陆面温度数据集T，然后进入步骤C；其中，所有各时序节点均分别对应于亮温数据，或者所有各时序节点均分别对应于陆面温度数据；步骤C.采用时‑空插值方法，针对目标土壤所对应选取时间区间内亮温或陆面温度数据集T中无法使用的区域进行填补，并以此针对目标土壤对应选取时间区间的亮温或陆面温度数据集T进行更新，然后进入步骤D；步骤D.针对亮温或陆面温度数据集T中的各个数据，按两个不同时序节点所对应数据划分为一组，获得各个数据的所有分组；并针对各个分组，获得各分组分别所对应的差异指数、比值指数、归一化差异指数，构建差异指数集合DI、比值指数集合RI、归一化差异指数集合NDI，然后进入步骤E；上述步骤D包括如下步骤：步骤D1.针对亮温或陆面温度数据集T中的各个数据，按两个不同时序节点所对应数据划分为一组，获得各个数据的所有分组，分组的个数为M，M＝C(n,2)＝n！/(2！(n‑2)！)，然后进入步骤D2；步骤D2.分别针对各个分组，按如下公式：DI_m＝T_i‑T_jRI_m＝T_i/T_jNDI_m＝(T_i‑T_j)/(T_i+T_j)获得各分组分别所对应的差异指数、比值指数、归一化差异指数；其中，T_i∈T，T_j∈T，i＞j，1≤m≤M，DI_m表示第m个分组所对应的差异指数，RI_m表示第m个分组所对应的比值指数，NDI_m表示第m个分组所对应的归一化差异指数，然后进入步骤D3；步骤D3.根据各分组分别所对应的差异指数、比值指数、归一化差异指数，构建差异指数集合DI＝{DI₁、DI₂、…、DI_M}、比值指数集合RI＝{RI₁、RI₂、…、RI_M}、归一化差异指数集合NDI＝{NDI₁、NDI₂、…、NDI_M}，然后进入步骤E；步骤E.分别计算亮温或陆面温度数据集T中各数据相对目标土壤的土壤属性的相关系数，进而构建针对目标土壤中土壤属性所对应的亮温或陆面温度相关系数集RT；同时，分别针对差异指数集合DI、比值指数集合RI、归一化差异指数集合NDI，计算获得集合中各数据相对目标土壤的土壤属性的相关系数，进而构建针对目标土壤中土壤属性所对应的差异指数相关系数集RDI、比值指数相关系数集RRI、归一化差异指数相关系数集RNDI；然后进入步骤F；步骤F.根据目标土壤所对应的亮温或陆面温度相关系数集RT、差异指数相关系数集RDI、比值指数相关系数集RRI、归一化差异指数相关系数集RNDI，确定获得目标土壤对应于面向土壤属性预测与制图的协同变量。