[发明专利]基于TROPOMI叶绿素荧光遥感的冬小麦旱情监测方法

权利要求书

1.基于TROPOMI叶绿素荧光遥感的冬小麦旱情监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)收集TROPOMI叶绿素荧光数据、冬小麦空间分布数据和土壤水分实地调查数据；

(2)在TROPOMI叶绿素荧光数据的基础上，进行等经纬栅格化、线性插补和SG滤波重建处理，得到研究区逐日空间连续的太阳诱导叶绿素荧光SIF数据集；

在步骤(2)中，等经纬栅格化TROPOMI叶绿素荧光数据的方法为：通过在研究区所在的北纬30°至43°、东经110°至113°空间范围内，建立步长为0.1°的等经纬格网；通过遍历未栅格化太阳诱导叶绿素荧光SIF信号采样点中心的经纬度坐标，统计落在每个网格内SIF信号序列的均值，获得连续栅格化的太阳诱导叶绿素荧光SIF信号；

(3)综合步骤(1)冬小麦空间分布数据和步骤(2)中重建后的研究区逐日空间连续的太阳诱导叶绿素荧光SIF数据集，构建归一化叶绿素荧光旱情指数NIBS；

(4)利用同期的温度植被干旱指数TVDI以及步骤(1)中的土壤水分实地调查数据，对归一化叶绿素荧光旱情指数NIBS指数进行精度评价；

(5)基于归一化叶绿素荧光旱情指数NIBS指数对研究区春旱旱情进行动态监测。

2.根据权利要求1所述的基于TROPOMI叶绿素荧光遥感的冬小麦旱情监测方法，其特征在于，在步骤(1)中：

TROPOMI叶绿素荧光数据：基于哨兵-5p卫星搭载的Tropomi传感器反演的太阳诱导叶绿素荧光SIF产品数据集；

冬小麦空间分布数据：通过搜集2017-2018年冬小麦生长季节期间国产高分一号数据，结合2018年实地调查的地面样本数据，使用最大似然分类方法得到冬小麦空间分布数据，并将分类结果重采样为1km；

土壤水分实地调查数据：3月23日至3月28日期间，在河北石家庄、邢台以及山东济宁、菏泽两个区域开展野外土壤水分实地调查，采用时域反射仪(TDR)针对不同土层的土壤水分含量进行观测。

3.根据权利要求1所述的基于TROPOMI叶绿素荧光遥感的冬小麦旱情监测方法，其特征在于，在步骤(2)中，线性插补的方法为：通过对同一空间位置上的SIF序列数据进行分析，假设在信号缺失期，太阳诱导叶绿素荧光SIF信号的变化呈线性趋势，索引缺失区间首尾最近的有效值对太阳诱导叶绿素荧光SIF序列进行线性插补；

SG滤波重建处理：使用Savitzky-Golay算法对线性插补后的SIF序列信号进行平滑，计算方法如下：

式中，代表重建后的SIF序列；Y_j+i代表线性插补后的原始SIF数据；C_i代表滤波系数；m为窗口宽度；N为滤波器的长度，表示为(2m+1)；j为经滤波后的拟合值序号，i为滤波窗口内待处理数值序号，i∈[-m,m]；

在滤波过程中，需设置两个参数：一是窗口宽度m，二是多项式拟合次数；窗口宽度m越大，滤波后的序列数据越平滑；多项式拟合次数设置为2-4次，次数越小越平滑。