一种叶面积指数获取方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108303044A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201810099734.8(22)申请日2018.02.01(71)申请人苏州市农业科学院地址215000江苏省苏州市相城区望亭镇北桥(72)发明人陈妮张青张海东田婷(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人王戈(51)Int.Cl.G01B11/28(2006.01)G06T7/11(2017.01)G06T7/30(2017.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种叶面积指数获取方法及系统(57)摘要本发明公开了一种叶面积指数获取方法及系统。所述方法包括：首先获取待测作物的SAR影像和光学影像，并将SAR影像和光学影像进行地面控制点配准，获得影像数据；根据影像数据和实际测量的植被含水量、地表土壤水分及粗糙度参数，确定改进后的水云模型中的衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数，得到作物总后向散射系数模型；然后，根据影像数据和作物总后向散射系数模型，反演得到植被含水量，进而估算所述待测作物的叶面积指数。本发明将雷达遥感和光学结合起来，应用到改进的水云模型中，充分利用了雷达遥感和光学各自的优势来反演作物生物学参数，分离了植被覆盖度及裸土对雷达信号的影响，提高了反演精度。CN108303044ACN108303044A权利要求书1/3页1.一种叶面积指数获取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取待测作物的SAR影像和光学影像，并将所述SAR影像和所述光学影像进行地面控制点配准，获得影像数据，所述影像数据包括SAR影像数据和光学影像数据；根据所述影像数据和实际测量的植被含水量、地表土壤水分及粗糙度参数，确定改进后的水云模型中的衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数，得到作物总后向散射系数模型；根据所述影像数据和所述作物总后向散射系数模型，反演得到植被含水量；根据实际测量的植被含水量和实际测量的叶面积指数，建立植被含水量和叶面积指数的关系曲线；根据所述植被含水量和所述关系曲线，确定所述待测作物的叶面积指数。2.根据权利要求1所述的一种叶面积指数获取方法，其特征在于，所述获取待测作物的SAR影像和光学影像，并将所述SAR影像和所述光学影像进行地面控制点配准，获得影像数据，所述影像数据包括SAR影像数据和光学影像数据，具体包括：选取地面控制点；获取SAR影像；对所述SAR影像进行多视处理、斑点滤波、地理编码和辐射定标，得到处理后的SAR影像；利用所述地面控制点对所述处理后的SAR影像进行配准，获得SAR影像数据；获取光学影像；对所述光学影像进行影像裁剪、辐射校正和大气校正，获得处理后的光学影像；利用所述地面控制点对所述处理后的光学影像进行配准，获得光学影像数据。3.根据权利要求1所述的一种叶面积指数获取方法，其特征在于，所述改进后的水云模型为：其中，表示作物总后向散射系数；表示冠层体后向散射系数，表示土壤后向散射系数，fV表2示植被覆盖度，fV＝(NDVI-NDVIS)/(NDVIV-NDVIS)；γ表示雷达电磁波经过作物冠层的双向2衰减，γ＝exp(-2B·mV·secθ)；A表示作物冠层封闭时的雷达后向散射系数；B表示衰减系数；mV表示单位体积地上部的植被含水量；θ为雷达入射角；NDVI为归一化植被指数；NDVIS为纯土壤像元的归一化植被指数值；NDVIV为纯植被像元的归一化植被指数值；fAIEM表示改进积分方程模型的表达式，εs表示土壤介电常数；p表示天线发射的极化方式，为H或V极化；q表示天线接收信号的极化方式，为H或V极化；s为土壤的均方根高度；l为土壤的相关长度；fre为频率。4.根据权利要求3所述的一种叶面积指数获取方法，其特征在于，所述根据所述影像数据和实际测量的植被含水量、地表土壤水分及粗糙度参数，确定改进后的水云模型中的衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数，得到作物总后向散射系数模型，具体包括：从所属影像数据中提取数据样本，获得数据样本集；获取实验测得的所述数据样本集中的每个样本对应的植被含水量、地表土壤水分及粗2CN108303044A权利要求书2/3页糙度参数；根据每个所述样本与每个所述样本对应的植被含水量、地表土壤水分和粗糙度参数，计算改进后的水云模型中的每个样本对应的衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数；根据每个样本对应的衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数，建立改进后的水云模型中的衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数的查找表；根据所述影像数据，查找所述查找表，获得衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数；将所述衰减系数和作物冠层封闭时的雷达后向散射系数代入所述改进后的水云模型，获得作物总后向