同化蒸散发和叶面积指数的区域土壤水分监测方法

摘要

本发明公开了一种同化蒸散发和叶面积指数的区域土壤水分监测方法，具体包括：S1：标定作物生长模型，完成空间上的参数确定；S2：叠加生成MODIS ET和LAI时间序列曲线；S3：滤波重构LAI时间序列曲线；S4：计算曲线的一阶差分单调性；S5：逐栅格运行SWAP模型并输出ET和LAI，计算一阶差分单调性；S6：按照S4和S5中获得的一阶差分单调性异同建立代价函数，以出苗日期和灌溉时间为待优化参数，使用优化算法获得最优值；S7：将最优参数输入模型，逐栅格模拟土壤水分。本发明用数据同化的方法估测土壤水分，引入两种遥感数据提高了大面积土壤水分监测的精度，适合于区域尺度农田土壤水分估测。

主权项

一种同化蒸散发和叶面积指数的区域土壤水分监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：标定实验区作物生长模型，对遥感数据与地面参数进行几何匹配，使用地统计空间插值法实现SWAP模型固有格式的气象、土壤、作物和控制参数在区域内各个网格单元化，完成作物模型的空间化；S2：对实验区整个生育期内的MODIS ET和MODIS LAI产品按时间序列叠加，对每个栅格单元生成时间序列曲线；S3：基于滤波算法，重构S2中获得的时间序列MODIS LAI曲线，以消除数据缺失和云污染的影响；S4：将S2中的MODIS ET时序曲线和S3中滤波后的MODIS LAI时序曲线进行一阶差分并计算单调性；S5：在S1进行作物模型标定的基础上，逐像素单元运行SWAP作物模型，对模拟得到的MODIS ET和MODIS LAI时间序列进行一阶差分并计算单调性；S6：按S4和S5各自获得的MODIS ET和MODIS LAI曲线一阶差分单调性异同建立代价函数，选择出苗日期和灌溉时间为待优化参数，采用SCE‑UA优化算法使得代价函数快速收敛，最终在收敛条件被满足时，获得参数的最优值；S7：将优化后的出苗日期和灌溉时间代入作物模型，逐像素单元模拟获得土壤水分。