1.一种基于等价降水估测法的区域土壤湿度监测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:采集试验区域的卫星影像,根据卫星影像生成后向散射系数影像数据及归一化植被指数影像数据;
步骤2:以气象站点为中心建立缓冲半径为500m、1000m及2000m的缓冲区,并将缓冲区内的土地利用类型进行分类,获取相应土地利用类型的矢量数据;
步骤3:通过相应土地利用类型的矢量数据对后向散射系数影像数据及归一化植被指数影像数据进行掩膜提取,分别得到相应土地利用类型的雷达后向散射系数两个极化方向数据和归一化植被指数数据;
步骤4:获取影像前5天、10天、15天、20天、25天及30天的气象数据,统计影像前5天、10天、15天、20天、25天及30天的降水量数据,通过相关性分析算法对气象数据、雷达后向散射系数两个极化方向VV及VH数据及植被指数数据结合分析,得到有关土壤湿度的等价降水量模型为:y=ALX+BLX*NVILX+CLX*VHNILX
式中,ALx,BLx,CLx均为常数,且因土地覆盖类型而定;NVILX和VHNILX为位于不同土地覆盖类型区内的雷达后向散射系数两个极化方向VVLX及VHLX数据与区内NDVILX建立的新指数,公式如下:VHNILX=(VHLX‑VVLX)*NDVILX
根据等价降水量模型通过降水土壤湿度转化公式将等价降水量转换为土壤湿度,其中,降水土壤湿度转化公式如下:Δ=W*(NDVI‑0.26)
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式中,h是土层厚度,d是土壤容重,单位是g/cm,Ws为土壤湿度,w为土壤水分贮存量,单位是mm,Δ为植被冠层截留量。
2.根据权利要求1所述的基于等价降水估测法的区域土壤湿度监测方法,其特征在于,步骤1中,采集试验区域的卫星影像,根据卫星影像生成后向散射系数影像数据及归一化植被指数影像数据,具体为:采集试验区域的卫星影像,包括SAR卫星影像及光学卫星影像,对采集得到的SAR卫星影像进行轨道校正、去除热噪声、辐射定标、相干斑滤波Lee、距离多普勒法地形校正及分贝化,并对其进行镶嵌裁剪,通过辐射定标将SAR卫星影像转化为归一化的雷达后向散射系数sigma0,生成用于反映土壤湿度的后向散射系数影像数据;
对采集得到的光学卫星影像进行辐射定标,将光学卫星影像的原始DN值转换为表观反射率,将影像的亮度灰度值转换为绝对辐射亮度,将辐射定标完成后的光学卫星影像进行大气校正,将辐射亮度值或者表面反射率转换为地表实际反射率,并对其进行镶嵌裁剪,波段运算,生成用于提取植被信息的标准卫星影像数据,根据标准卫星影像数据生成归一化植被指数影像数据。
3.根据权利要求2所述的基于等价降水估测法的区域土壤湿度监测方法,其特征在于,根据标准卫星影像数据生成归一化植被指数影像数据,具体为:采集标准卫星影像数据中的近红外波段和红波段数据,通过下列公式得到归一化植被指数影像数据为:式中,NDVI为生成后的归一化植被指数影像数据,BNIR为标准卫星数据影像中的近红外波段数据,BR为标准卫星数据影像中的红波段数据。
4.根据权利要求3所述的基于等价降水估测法的区域土壤湿度监测方法,其特征在于,步骤2中,以气象站点为中心建立缓冲半径为500m、1000m及2000m的缓冲区,并将缓冲区内的土地利用类型进行分类,获取相应土地利用类型的矢量数据,具体为:以气象站点为中心建立缓冲半径为500m、1000m及2000m的缓冲区,利用光学卫星影像提取缓冲区内土地利用类型,其中,提取缓冲区内NDVI>0.5的区域作为植被覆盖区,转换为矢量数据,并通过目视、决策树法及全球10m土地利用数据对缓冲区内的土地利用类型进行分类,将其分为林地、耕地及建筑三种,并将分类栅格转换为矢量数据。
5.根据权利要求4所述的基于等价降水估测法的区域土壤湿度监测方法,其特征在于,步骤3中,通过相应土地利用类型的矢量数据对后向散射系数影像数据及归一化植被指数影像数据进行掩膜提取,分别得到相应土地利用类型的雷达后向散射系数两个极化方向数据和归一化植被指数数据,具体为:分别使用林地、耕地及建筑的矢量数据对后向散射系数影像数据及归一化植被指数影像数据进行掩膜提取,分别获得500m、1000m及2000m的林地、耕地及建筑的雷达后向散射系数两个极化方向VV及VH数据及植被指数数据。