土壤湿度反演方法、装置、电子设备和可读存储介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115774920A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202111048902.9(22)申请日2021.09.08(71)申请人中移（上海）信息通信科技有限公司地址201206上海市浦东新区新金桥路27号金桥现代产业服务园区10号楼二楼申请人中移智行网络科技有限公司中国移动通信集团有限公司(72)发明人刘广(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司11243专利代理师许静胡影(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书3页说明书13页附图4页(54)发明名称土壤湿度反演方法、装置、电子设备和可读存储介质(57)摘要本发明实施例提供一种土壤湿度反演方法、装置、电子设备和可读存储介质，涉及卫星数据处理领域，方法包括：对多个卫星的观测数据提取信噪比数据，并进行数据清洗，得到目标信噪比数据，并生成n*m维的第一信噪比数据矩阵；对第一信噪比数据矩阵进行主成分分析得到p个主成分值，从p个主成分值中选取贡献度最大的前k个主成分值进行矩阵裁剪和数据重构，还原得到第二信噪比数据矩阵；依据接收机的有效高度和第二信噪比数据矩阵的反射分量计算干涉相位值；依据由土壤湿度和干涉相位值构成的反演模型，得到接收机的安装位置的土壤湿度。解决了现有技术原始卫星信噪比数据处理不充分时造成土壤湿度反演精度差的问题。CN115774920ACN115774920A权利要求书1/3页1.一种土壤湿度反演方法，其特征在于，包括：对接收机接收到的多个卫星的观测数据提取信噪比数据，针对所述多个卫星的信噪比数据进行数据清洗，得到目标信噪比数据，并生成n*m维的第一信噪比数据矩阵，n、m均为正整数；对所述第一信噪比数据矩阵进行主成分分析得到p个主成分值，从所述p个主成分值中选取贡献度最大的前k个主成分值进行矩阵裁剪和数据重构，还原重构得到n*k维的第二信噪比数据矩阵，k为不大于p的正整数；去除所述第二信噪比数据矩阵的直射分量，得到所述第二信噪比数据矩阵的反射分量，依据所述接收机的有效高度和所述第二信噪比数据矩阵的反射分量计算干涉相位值；依据由土壤湿度和所述干涉相位值构成的反演模型，得到所述接收机的安装位置的土壤湿度。2.根据权利要求1所述的土壤湿度反演方法，其特征在于，所述对所述第一信噪比数据矩阵进行主成分分析得到p个主成分值，从所述p个主成分值中选取贡献度最大的前k个主成分值进行矩阵裁剪和数据重构，还原重构得到n*k维的第二信噪比数据矩阵，包括：对所述第一信噪比数据矩阵进行主成分分析，转换得到n*n维的第一转换矩阵、n*m维的第一数据矩阵和m*m维的第二转换矩阵，所述第一数据矩阵为除P个主成分值外，其余元素均为0的矩阵；所述P个主成分值从大到小顺序排列在所述第一数据矩阵的主对角线上，p为不大于m和n的正整数；从所述p个主成分值中选取前k个主成分值，对所述第一转换矩阵、所述第一数据矩阵和所述第二转换矩阵进行矩阵裁剪和数据重构得到第一重构矩阵、第二数据矩阵和第二重构矩阵，依据所述第一重构矩阵、所述第二数据矩阵和所述第二重构矩阵还原重构得到n*k维的第二信噪比数据矩阵。3.根据权利要求1所述的土壤湿度反演方法，其特征在于，所述卫星向接收机发送不同历元的观测数据时具有不同的高度角，所述针对所述多个卫星的信噪比数据进行数据清洗，得到目标信噪比数据，并生成n*m维的第一信噪比数据矩阵，包括：依据每一卫星在不同历元时的信噪比数据计算所述卫星对应的高度角；从多个所述卫星的信噪比数据中剔除值为0和/或对应的高度角为0的信噪比数据，得到目标信噪比数据；依据所述目标信噪比数据，生成n*m维的第一信噪比数据矩阵。4.根据权利要求2所述的土壤湿度反演方法，其特征在于，所述主成分分析采用奇异值分解时，所述第一信噪比数据矩阵的转换公式为：X＝VBPT；其中：X为n*m维的第一信噪比数据矩阵；V为n*n维的第一转换矩阵；B为n*m维的第一数据矩阵，且所述第一数据矩阵B为除P个主成分值外，其余元素均为0的矩阵；所述P个主成分值从大到小顺序排列在所述第一数据矩阵的主对角线上，p为不大于m和n的正整数；P为m*m维的第二转换矩阵，PT为所述第二转换矩阵P的转置矩阵。2CN115774920A权利要求书2/3页5.根据权利要求4所述的土壤湿度反演方法，其特征在于，所述主成分分析采用奇异值分解时，所述第二信噪比数据矩阵的还原重构公式为：R_SNR＝V′B′P′T；其中：R_SNR为第二信噪比数据矩阵；V′为n*k维的第一重构矩阵，依据所述第一转换矩阵V的前k列生成；B′为k*k维的第二数据矩阵，依据所述第一数据矩阵B的前k行和前k列生成；P′为m*k维的第二重构矩阵，依据所述第二转换矩阵P的前k列生成；P′