[发明专利]一种快速测定黄土塬区泉眼位置的方法

权利要求书

1.一种快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、确定泉眼分布区域，确定泉眼分布区域的方法为：

通过分析待研究区域地形数据提取沟沿线与沟道；

S2、获取泉眼分布区域的雷达微波数据与卫星遥感数据；

S3、对S2获得的雷达微波数据与卫星遥感数据进行预处理；

S4、将泉眼分布区域栅格化处理，通过S1和S3得到的数据反演与计算泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量m；

S5、识别与标记泉眼分布区域内含水量极大值的栅格并进行筛选，生成单日期的泉眼分布图，其方法为：

S5-1、对泉眼分布区域内各栅格含水量进行极值分析，并标记为潜在泉眼栅格，对应的栅格含水量记为m_i；

S5-2、将潜在泉眼栅格含水量m_i与当地常年地表土壤田间持水量m_{田间持水量}进行对比，若m_i≤m_{田间持水量}，则判定该潜在泉眼栅格为伪泉眼栅格；若m_i＞m_{田间持水量}，则判定该潜在泉眼栅格为真泉眼栅格；

S5-3、提取S5-2中的真泉眼栅格并生成单日期的泉眼分布图；

S6、在多个日期重复S1至S5，将各日期的泉眼分布图叠加，以确定潜在泉眼所在栅格，即得到泉眼所在位置，其方法为：

在各日期的泉眼分布图中均被记为泉眼潜在位置的栅格，即为泉眼所在位置。

2.根据权利要求1所述的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述泉眼分布区域地形数据通过精度为30m的DEM图像数据获取，包括坡度、坡向、地面曲率。

3.根据权利要求1所述的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述雷达微波数据为欧空局的哨兵科学数据中心的Sentinel-1A数据，数据成像时间为每年1-4月份的无雨日，数据日期间隔为Sentinel-1A的一个重访周期。

4.根据权利要求3所述的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述欧空局的哨兵科学数据中心的Sentinel-1A数据为合成孔径雷达微波数据，分辨率为5m×20m，重访周期为12d，入射角为20°～40°。

5.根据权利要求4所述的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述卫星遥感数据对地观测卫星Landsat OLI的影像 ，影像时间同样选择在每年的1-4月，间隔为对地观测卫星的一个重访周期，空间分辨率为30m。

6.根据权利要求5所述的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述对雷达微波数据与卫星遥感数据进行预处理包括如下步骤：

S1、对Sentinel-1A的数据分别进行辐射校正、噪声处理与几何校正的处理然后输出；

S2、对Landsat OLI进行辐射校正、大气校正、几何校正以及图像裁剪的处理，然后将其重采样到与Sentinel-1A数据具有相同的空间分辨率，再输出预处理后的数据。

7.根据权利要求6所述的快速测定黄土塬区泉眼位置的方法，其特征在于，所述计算泉眼分布区域的各栅格的土壤含水量m的方法包括如下步骤：

S1、根据预处理的雷达微波数据与卫星遥感数据中的近红外波段反射率ρ_NIR和中红外波段反射率ρ_MIR数据计算各栅格的植被含水量数据m_veg，其计算公式为：

S2、根据植被含水量数据m_veg和雷达波入射角θ，计算植被层的双层衰减因子γ²(θ)，其计算公式为：

γ²(θ)＝exp(-2·0.137m_veg·secθ)；

S3、根据植被层的双层衰减因子γ²(θ)，计算植被层后向散射系数其计算公式为：

S4、根据植被层后向散射系数和植被覆盖地表下总的雷达后向散射系数计算直接地表后向散射系数其计算公式为：

S5、根据直接地表后向散射系数计算土壤含水量m，其计算公式为：