基于PAR数据的SIF异常检测方法、装置、系统、终端及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于PAR数据的SIF异常检测方法、装置、系统、终端及介质，涉及遥感数据处理领域。包括：获取光谱数据；基于所述光谱数据，构建包括至少一个检测时间单元的检测时间组，所述检测时间单元包括：一上行光谱数据采集时刻t、与所述采集时刻t相邻的两个下行光谱数据采集时刻t

【技术实现步骤摘要】
基于PAR数据的SIF异常检测方法、装置、系统、终端及介质


[0001]本专利技术涉及遥感数据处理领域，尤其涉及一种基于PAR数据的SIF异常检测方法、装置、系统、终端及介质。

技术介绍

[0002]日光诱导叶绿素荧光(Solar
‑
Induced Chlorophyll Fluorescence/Sun
‑
Induced Chlorophyll Fluorescence，SIF)是植物在自然光照射下产生的一种荧光，与光合作用高度相关，是探测光合作用的探针。目前，研究者对SIF的探测已广泛应用于对光合作用的追踪以及植被胁迫监测。
[0003]在SIF的相关研究中，高光谱测定上、下行辐射数据质量是反演植被SIF的关键，植被SIF亮度只占植被反射辐射(即上行辐射)辐亮度的5％左右，因此，光谱数据的一些细微偏差将大幅度影响SIF计算准确率。在现有SIF观测计算方法中，基于双光谱仪的SIF观测计算方法因整体不确定性大、成本较高，因此在大多数情况下并不适用。而采用单光谱仪交替的SIF观测计算方法则是较为实用的一种观测计算方式。但是在阴雨、多云等光线条件快速变化的情况下，采用单光谱仪获取的某时次光谱数据会出现巨大偏差，在基于包含巨大偏差的光谱数据的基础上所获取SIF计算值准确率低。
[0004]综上，目前针对单光谱仪交替测量的高光谱数据还没有检测SIF异常值的有效方法，因此，亟需找到一种剔除存有偏差光谱数据的方法以提高SIF计算的准确率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于PAR数据的SIF异常检测方法、装置、系统、终端及介质，以解决因存有巨大偏差光谱数据而导致SIF计算准确率低的问题。
[0006]本专利技术第一方面提供一种基于PAR数据的SIF异常检测方法，应用于中央控制单元，包括：
[0007]获取光谱数据；
[0008]基于所述光谱数据，构建包括至少一个检测时间单元的检测时间组，所述检测时间单元包括：一上行光谱数据采集时刻t、与所述采集时刻t相邻的两个下行光谱数据采集时刻t
‑
1和t+1；
[0009]基于预先获取的PAR数据和任意一个检测时间单元记录的采集时刻，获取并计算所述任意一个检测时间单元中各个采集时刻的PAR数据，并计算差值绝对值PAR1和PAR2，其中，PAR
t
表示采集时刻t的PAR数据；PAR
t
‑1表示采集时刻t
‑
1的PAR数据；PAR
t+1
表示采集时刻t+1的PAR数据；
[0010]PAR1＝|PAR
t
‑
PAR
t
‑1|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0011]PAR2＝|PAR
t
‑
PAR
t+1
|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0012]当PAR1大于等于预设PAR
阈值
和PAR2大于等于预设PAR
阈值
时，则判定基于所述任意一个检测时间单元的采集时刻对应的光谱数据计算得到的SIF为异常值并标记。
[0013]在本专利技术上述实施例中，优选地，还包括对计算得到SIF异常值的校正计算，具体为：当PAR1和PAR2中的任意一个小于预设PAR
阈值
时，则采用所述任意一个检测时间单元中小于预设PAR
阈值
的PAR所对应时刻的下行光谱数据和一个上行光谱数据计算SIF，完成SIF异常值校正并标记。
[0014]在本专利技术上述实施例中，优选地，当PAR1和PAR2均小于预设PAR
阈值
时，判定采用所述任意一个检测时间单元对应的光谱数据计算得到的SIF为正常值。
[0015]在本专利技术上述实施例中，优选地，所述PAR数据由PAR监测仪采集，所述PAR监测仪设置在下行辐射光路收集端处。
[0016]在本专利技术上述实施例中，优选地，还包括SIF异常值的剔除，具体为：中央控制单元基于SIF异常值标记，在最终输出的SIF数据中删除SIF异常值。
[0017]本专利技术第二方面提供一种基于PAR数据的SIF异常检测的装置，所述装置包括中央控制单元、与所述中央控制单元连接的光谱仪和光路收集单元；所述光路收集单元包括下行辐射光路单元和上行辐射光路单元；所述装置还包括：与所述中央控制单元连接的光合有效辐射监测仪，所述光合有效辐射监测仪设置在下行辐射光路收集端处。
[0018]本专利技术第三方面提供一种基于PAR数据的SIF异常检测的系统，所述系统包括：
[0019]数据采集模块，获取光谱数据和PAR数据；
[0020]检测时间构架模块，基于所述光谱数据，构建包括至少一个检测时间单元的检测时间组，所述检测时间单元包括：一上行光谱数据采集时刻t、与所述采集时刻t相邻的两个下行光谱数据采集时刻t
‑
1和t+1；
[0021]查找计算模块，基于所述PAR数据，获取待检测的检测时间单元i中的t时刻的PAR
t
、与所述t时刻相邻的时刻t
‑
1的PAR
t
‑1和与所述t时刻相邻的时刻t+1的PAR
t+1
；按照公式(3)和公式(4)计算差值绝对值PAR1和PAR2；
[0022]PAR1＝|PAR
t
‑
PAR
t
‑1|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0023]PAR2＝|PAR
t
‑
PAR
t+1
|
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0024]判断模块，分别判断PAR1和PAR2与预设PAR
阈值
的关系，当PAR1和PAR2均大于等于预设PAR
阈值
时，则判定基于该检测时间单元i对应的光谱数据计算得到的SIF为异常值；当PAR1和PAR2中的任意一个小于预设PAR
阈值
时，则判定基于该检测时间单元i对应的光谱数据计算得到的SIF需要校正；
[0025]标记模块，所述标记所述SIF异常值。
[0026]在本专利技术上述实施例中，优选地，所述系统还包括：校正模块，基于所述判定基于该检测时间单元i对应的光谱数据计算得到的SIF需要校正的结果进行校正，具体为：获取需要校正的SIF对应的检测时间单元；基于小于预设PAR
阈值
的PAR对应时刻，获取该时刻的下行光谱数据A；基于所述需要校正的SIF对应的检测时间单元中上行光谱数据采集时刻获取上行光谱数据B；依据所述下行光谱数据A和所述上行光谱数据B计算SIF，完成SIF的校正并标记。
[0027]本专利技术第三方面提供一种终端，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PAR数据的SIF异常检测方法，应用于中央控制单元，其特征在于，包括：获取光谱数据；基于所述光谱数据，构建包括至少一个检测时间单元的检测时间组，所述检测时间单元包括：一上行光谱数据采集时刻t、与所述采集时刻t相邻的两个下行光谱数据采集时刻t
‑
1和t+1；基于预先获取的PAR数据和任意一个检测时间单元记录的采集时刻，获取并计算所述任意一个检测时间单元中各个采集时刻的PAR数据，并计算差值绝对值PAR1和PAR2，其中，PAR
t
表示采集时刻t的PAR数据；PAR
t
‑1表示采集时刻t
‑
1的PAR数据；PAR
t+1
表示采集时刻t+1的PAR数据；PAR1＝|PAR
t
‑
PAR
t
‑1|
ꢀꢀꢀꢀ
(1)PAR2＝|PAR
t
‑
PAR
t+1
|
ꢀꢀꢀꢀ
(2)当PAR1大于等于预设PAR
阈值
和PAR2大于等于预设PAR
阈值
时，则判定基于所述任意一个检测时间单元的采集时刻对应的光谱数据计算得到的SIF为异常值并标记。2.根据权利要求1所述基于PAR数据的SIF异常检测方法，其特征在于，还包括对计算得到SIF异常值的校正计算，具体为：当PAR1和PAR2中的任意一个小于预设PAR
阈值
时，则采用所述任意一个检测时间单元中小于预设PAR
阈值
的PAR所对应时刻的下行光谱数据和一个上行光谱数据计算SIF，完成SIF异常值校正并标记。3.根据权利要求1所述基于PAR数据的SIF异常检测方法，其特征在于，当PAR1和PAR2均小于预设PAR
阈值
时，判定采用所述任意一个检测时间单元对应的光谱数据计算得到的SIF为正常值。4.根据权利要求1所述基于PAR数据的SIF异常检测方法，其特征在于，所述PAR数据由PAR监测仪采集，所述PAR监测仪设置在下行辐射光路收集端处。5.根据权利要求1所述基于PAR数据的SIF异常检测方法，其特征在于，还包括SIF异常值的剔除，具体为：中央控制单元基于SIF异常值标记，在最终输出的SIF数据中删除SIF异常值。6.一种实现如权利要求1
‑
5任意一项所述基于PAR数据的SIF异常检测方法的装置，所述装置包括中央控制单元、与所述中央控制单元连接的光谱仪和光路收集单元；所述光路收集单元包括下行辐射光路单元和上行辐射光路单元；其特征在于，所述装置还包括：与所述中央控制单元连接的光合有效辐射监测仪，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚永军，李颖池，金磊，
申请(专利权)人：北京华益瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：