[发明专利]基于改进双通道算法的土壤水分遥感反演方法

权利要求书

1.一种基于改进双通道算法的土壤水分遥感反演方法，该方法基于传感器微波亮温数据以及相应的辅助数据，反演研究区的土壤水分，其特征在于：该方法包括如下步骤，

步骤一，计算地表有效温度T^eff；

步骤二，计算植被含水量VWC，该植被含水量包括叶片含水量VWC_f和茎体含水量VWCs，VWC＝VWC_s+VWC_f；

步骤三，根据获得的植被含水量VWC计算植被光学厚度τ^c(f,p)；

步骤四，根据已获得的地表有效温度T^eff数据、植被光学厚度τ^c(f,p)数据、以及传感器收到的亮温数据计算得到粗糙地表发射率e^rough(f,p)；

步骤五，根据已获得的粗糙地表发射率e^rough(f,p)，计算得到土壤体积含水量SM。

2.如权利要求1所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：所述传感器为AMSR-E 10.65GHz传感器。

3.如权利要求2所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：所述辅助数据包括土壤质地数据、地表覆盖数据以及植被指数数据。

4.如权利要求3所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：所述地表有效温度T^eff基于以下公式获得

T^eff＝1.11×T_B,36.5V-15.20(T_B,36.5V＞259.8K) (1)

其中，T_B,36.5V＝259.8K是冻土和非冻土的区分阈值。

5.如权利要求4所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：

VWC_f＝1.9134×NDVI²-0.3215×NDVI，

其中，stem factor为常数，代表植被茎体所能存储的最大水量，随着植被类型的变化而变化，NDVI为植被指数，NDVI_max是年最大植被指数，NDVI_min是年最小植被指数。

6.如权利要求5所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：植被光学厚度τ^c(f,p)根据以下公式获得

τ^c(f,p)＝b(f)×VWC (2)

其中，b(f)为常量，依赖于频率和植被类型；VWC的单位为kg/m²。

7.如权利要求1-6中任一项所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：所述步骤五具体为，根据已获得的粗糙地表发射率e^rough(f,p)计算垂直极化和水平极化方式下的粗糙地表发射率和然后基于以下公式

计算出土壤体积含水量SM，其中，α、β为常数，A、B和C为经验常数。

8.如权利要求1-6中任一项所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：还包括步骤，根据双通道算法土壤水反演结果以及研究区的土壤水分实测值，验证反演方法的精度。

9.如权利要求8所述的土壤水分遥感反演方法，其特征在于：所述验证反演方法的精度包括计算皮尔逊相关系数、RMSE和偏差，以及获取绝对误差频率分布图、进行时间序列分析和进行1:1线散点图分析。