[发明专利]土壤冻融状态识别模型构建方法、装置、计算机设备及可读存储介质

说明书

本发明提供了一种土壤冻融状态识别模型构建方法、装置、计算机设备及可读存储介质，其中，该土壤冻融状态识别模型构建方法包括：获取并预处理星载微波成像仪数据及土壤冻融状态产品数据；将处理后的星载微波成像仪数据及土壤冻融状态产品数据进行空间匹配，得到时空一致的融合观测数据；根据时空一致的融合观测数据建立并调整土壤冻融状态识别模型。该方法基于星载微波成像仪数据和土壤冻融状态产品数据，可以实现区域全天候日尺度土壤冻融状态的识别，与以往的土壤冻融状态识别方法相比，充分利用了星载微波成像仪多波段信息，不仅识别精度高，且普适性强。

技术领域

本发明涉及星载微波成像仪陆面应用技术领域，特别是涉及一种土壤冻融状态识别模型构建方法及装置、计算机设备及可读存储介质。

背景技术

冻土是陆地最重要的组成部分，北半球约有58％的地表经历季节性的冻融循环。青藏高原是北半球冻土分布最广的区域之一。冻土的冻融循环过程与气候变化、地气间二氧化碳交换、水循环以及人类生产生活密切相关。因此，有必要对冻土近地表冻融状态进行监测。冻土的近地表冻融循环过程可以通过钻孔法、地球物理方法和遥感方法获得。然而，由于遥感方法具有观测范围广、重访周期短、受自然条件限制少的优势，已广泛应用于近地表土壤冻融状态研究中。

随着卫星遥感技术的不断发展，人们利用先进的卫星光学和红外遥感仪器，如搭载于美国国家海洋和大气管理局(National oceanic and atmospheric administration，NOAA)卫星上的先进的非常高分辨率辐射计(Advanced Very High ResolutionRadiometer，AVHRR)、搭载于Landsat-8卫星上的陆地成像仪(Operational Land Imager，OLI)、搭载于Terra和Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution ImagingSpectroradiometer，MODIS)的观测资料生成了长时间序列的土壤湿度、植被指数、总初级生产力、地表温度、反照率等地表属性数据集。利用这些影响冻土变化的关键参数，人们加深了对冻土及其环境效应的认识和理解。然而光学和红外遥感信号容易受到云污染和太阳入射角的影响，反演的数据集时间分辨率低，在空间上也存在不同程度的缺失，使得它们在识别冻土和探测冻土深度方面存在不足。相比之下，由于对土壤冻融过程中土壤介电常数的变化极其敏感，人们常利用卫星微波遥感技术探测土壤的冻融状态。

常用的被动微波仪器包括搭载于国防气象卫星(Defense MeteorologicalSatellite Program，DMSP)上的微波成像仪(Special Sensor Microwave Imager/Sounder，SSM/I)、搭载于Aqua卫星上的先进微波扫描辐射计(Advanced MicrowaveScanning Radiometer-Earth Observing System，AMSR-E)和搭载于土壤湿度和海洋盐度卫星(Soil Moisture and Ocean Salinity，SMOS)上的L波段辐射计(Microwave ImagingRadiometer using Aperture Synthesis，MIRAS)等，主动微波遥感仪器包括搭载于哨兵1号卫星(Sentinel-1)上的C波段合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)和搭载于气象业务卫星(Meteorological Operational，Metop)上的先进散射计(AdvancedScatterometer，ASCAT)等。基于卫星微波探测资料，国内外学者对及其周边冻土参数做了大量研究，初步认识了土壤冻融状态的时空变化特征。