1.一种异质性地表条件下的高分辨率植被光学厚度反演方法,其特征在于,包括:采用植被散射模型耦合土壤散射模型,从而构建土壤‑植被耦合模型;通过土壤‑植被耦合模型反演出VOD,VOD表示植被光学厚度;所述土壤散射模型为Oh模型或Dubois模型;所述植被散射模型为水云模型;此时,土壤‑植被耦合模型的表达式如下:其中, 表示SAR总后向散射系数;
A表示植被散射模型的模型参数;
V1为植被冠层的描述量;
VOD表示待求解的植被光学厚度;
θ表示雷达的入射角;
f(SM,x)表示由不同土壤散射模型参数与土壤水分拟合出的土壤后向散射值;
SM表示土壤水分数据;
x表示土壤散射模型参数;
将土壤‑植被散射模型转化为反演VOD的形式,从而反演出长时间序列的研究区高分辨率VOD,表达式如下:植被散射模型的输入数据为Sentinel‑1数据,土壤散射模型的输入数据为Sentinel‑1数据及土壤水分数据;其中植被散射模型用于模拟植被后向散射贡献并建立SAR总后向散射与植被和土壤散射贡献之间的关系,土壤散射模型用来消除土壤对后向散射的贡献,从而得到植被的后向散射系数来反演出研究区的VOD。
2.根据权利要求1所述的一种异质性地表条件下的高分辨率植被光学厚度反演方法,其特征在于,所述土壤散射模型是经过裸土区域标定的得到的,当土壤散射模型为Oh模型时,标定过程如下:参数 通过以下公式求解:
SM表示土壤水分数据;
表示裸土区域的土壤后向散射系数;
通过式(3)求解出裸土像元的土壤模型参数s,以此为先验知识,使用RF回归模型,结合地表参数,构建土壤散射模型的预测模型,得到植被覆盖区的土壤模型参数s,从而实现土壤散射模型的构建;
在土壤散射模型构建完毕之后,基于Oh模型反演VOD的计算方程如下:其中,VOD表示待求解的植被光学厚度;
k表示自由空间波数,为常量;
s表示土壤模型参数;
表示SAR总后向散射系数。
3.根据权利要求1所述的一种异质性地表条件下的高分辨率植被光学厚度反演方法,其特征在于,所述土壤散射模型是经过裸土区域标定的得到的,当土壤散射模型为Dubois模型时,标定过程如下:采用Topp模型来实现SM和ε之间的转换,此时相对介电常数ε的表达式如下:
2 3
ε= 3.03+9.3SM+146.0SM‑76.7SM (5)参数 通过以下公式求解:
其中,k表示自由空间波数,为常量;通过式(6)求解出裸土像元的土壤模型参数s,以此为先验知识,使用RF回归模型,结合地表参数,构建土壤散射模型的预测模型,得到植被覆盖区的土壤模型参数s,从而实现土壤散射模型的构建;
基于Dubois模型的VOD反演模型的计算方程如下:其中,SM表示土壤水分数据;
表示裸土区域的土壤后向散射系数;
λ表示波长,根据卫星信号而不同的定值;
表示SAR总体后向散射。
4.根据权利要求2或3所述的一种异质性地表条件下的高分辨率植被光学厚度反演方法,其特征在于,所述的地表参数包括土壤参数、地表温度和地形参数中的任意组合;土壤参数包括:土壤有机质碳密度、土壤有机质碳储量、土壤有机碳含量、土壤体积密度、粘粒含量、粗粒土壤、土壤含沙量、淤泥含量、阳离子交换量、土壤总氮含量、土壤pH值中的任意组合;
地表温度包括:平均地表温、土壤温度标准差、土壤温度变异系数中的任意组合;
所述地形参数包括:平均高程、高程标准差、高程变异系数、坡度、地形表面凸度、地形表面纹理、地形强度指标、平面曲率、剖面曲率中的任意组合。
5.根据权利要求1所述的一种异质性地表条件下的高分辨率植被光学厚度反演方法,其特征在于,当裸土像元的土壤模型参数s小于2cm或入射角θ在20°到60°之间时,采用Dubois模型作为土壤散射模型;否则采用Oh模型作为土壤散射模型。
6.根据权利要求1所述的一种异质性地表条件下的高分辨率植被光学厚度反演方法,其特征在于,Sentinel‑1数据为VV极化下的降轨Sentinel‑1数据。