[发明专利]土壤水分反演方法及装置在审
申请号: | 201910675783.6 | 申请日: | 2019-07-24 |
公开(公告)号: | CN110221301A | 公开(公告)日: | 2019-09-10 |
发明(设计)人: | 赵天杰;李睿;姬大彬;王天星;潘金梅;樊东 | 申请(专利权)人: | 中国科学院遥感与数字地球研究所 |
主分类号: | G01S13/90 | 分类号: | G01S13/90 |
代理公司: | 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人: | 宋朋飞 |
地址: | 100000 北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 反演 代价函数 土壤 测量土壤 观测数据 极化方式 雷达观测 预设 多次观测 观测变量 后向散射 技术效果 时间窗口 数据构建 鲁棒性 算法 维度 遥感 多极化 | ||
本公开涉及一种土壤水分反演方法,包括:获取预设时间窗口内多次观测测量土壤得到的多种极化方式下的观测数据;以及根据观测数据采用预设的代价函数确定测量土壤的土壤水分;代价函数中包括多种极化方式下的模拟后向散射系数。本公开的方法至少具有以下有益技术效果之一:通过获取多时相多极化方式下的雷达观测数据,提升了遥感观测变量的维度;并利用雷达观测数据构建代价函数进行参数反演,显著提升土壤水分反演的精度和算法的鲁棒性。
技术领域
本公开涉及土壤监测领域,具体地,涉及一种土壤水分反演方法、装置、存储介质和电子设备。
背景技术
合成孔径雷达(SAR)能够提供全天时全天候的高分辨率的地物后向散射信息,其与土壤介电常数、植被覆盖情况、以及地表粗糙度等因素密切相关,可以用于地表土壤水分的反演,从而满足农业、水利、气象等部门对于高分辨率土壤水分信息的需求。然而,目前基于雷达数据的土壤水分反演方法由于观测变量不足,仅能得到土壤水分的变化情况,而无法准确获取土壤水分数值。
发明内容
在下文中将给出关于本公开的简要概述,以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解,此概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分,也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
根据本公开的第一方面,提供了一种土壤水分反演方法,包括:获取预设时间窗口内多次观测测量土壤得到的多种极化方式下的观测数据;以及
根据观测数据采用预设的代价函数确定测量土壤的土壤水分;代价函数中包括多种极化方式下的模拟后向散射系数。
在一个实施例中,根据观测数据采用预设的代价函数确定测量土壤的土壤水分,包括:
基于观测数据和模拟后向散射系数确定代价函数的最优解;以及
根据最优解确定测量土壤的土壤水分。
在一个实施例中,代价函数为:
其中,J(X)为代价函数,X为变量集合,t为观测次数,n为观测次数的最大值,i为极化方式的类型,为观测次数为t且极化方式的类型为i时的模拟后向散射系数,为观测次数为t且极化方式的类型为i时的观测数据,变量集合X中的变量个数不大于观测次数的最大值n与极化方式的类型i的总数的乘积。
在一个实施例中,多种极化方式至少包括VV极化方式、VH极化方式、HH极化方式和HV极化方式中的两种。
根据本公开的第二方面,提供了一种土壤水分反演装置,包括:
获取单元,被配置用于获取预设时间窗口内多次观测测量土壤得到的多种极化方式下的观测数据;以及
确定单元,被配置用于根据观测数据采用预设的代价函数确定测量土壤的土壤水分;代价函数中包括多种极化方式下的模拟后向散射系数。
在一个实施例中,确定单元,具体用于:
基于观测数据和模拟后向散射系数确定代价函数的最优解;以及
根据最优解确定测量土壤的土壤水分。
根据本公开的第三方面,提供一种电子设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序,
其中,当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器执行如第一方面的方法。
根据本公开的第四方面,提供一种计算机可读介质,其上存储有可执行指令,该指令被处理器执行时使处理器执行如第一方面的方法。
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