【技术实现步骤摘要】
本申请涉及土壤湿度监测领域，特别是涉及一种棉田土壤湿度监测方法、系统、设备、介质及产品。
技术介绍
1、土壤湿度通常指土壤非饱和层的含水率，是量化陆地-大气物质与能量交换和农业田间管理的重要依据。棉花是重要战略物资，新疆是中国最大的棉花生产和出口基地，也是中国最大的内陆灌溉区。自20世纪90年代以来，新疆农业用水量日益紧缺、缺乏集约管理、浪费严重。地处天山北坡经济带的棉花种植区是新疆棉区重要的组成部分，其棉田土壤湿度遥感监测对于精准把控棉田土壤墒情的时空变化情况，进而科学指导定量灌溉、合理利用水资源、促进棉花水分生产率具有重要实践意义。
2、对比传统土壤水分测量法，遥感技术提供了一种周期性、可全球覆盖、多时相的对地观测手段，为土壤湿度研究带来了新的技术支撑。根据传感器类型和电磁波频段的不同，土壤湿度遥感监测主要有可见光/近红外遥感、主动/被动微波遥感，不同遥感数据的土壤湿度反演方法各具特点，但是光学遥感因其时间分辨率不高，受天气影响，夜间无法观测，且大部分估算方法仅能反映土壤的相对湿度。微波遥感更适合土壤湿度的估算，目前全球尺度的土壤湿度遥感产品均建立在微波探测数据基础上，但空间分辨率低、易受植被和地表粗糙度的影响。为发挥各类数据优势，综合利用光学遥感和微波遥感等多源遥感数据反演土壤湿度以提高反演精度和可靠性已成为土壤湿度估算的主要方向。可见光/近红外与微波协同提高植被覆盖区域的土壤湿度反演精度的关键是如何量化、消除植被的影响，当下研究多是针对植被效应模型进行植被含水量、粗糙度等参数的改进。目前考虑植被散射效应较成熟
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种棉田土壤湿度监测方法、系统、设备、介质及产品，以提高棉田土壤湿度监测的准确性。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种棉田土壤湿度监测方法，包括：
4、获取待监测棉田区域的哨兵一号和高分一号遥感影像；
5、根据所述哨兵一号微波数据和高分一号光学数据，提取所述待监测棉田区域棉花不同物候期的微波特征因子和光学特征因子；所述微波特征因子包括垂直极化方式下的雷达后向散射系数、垂直-水平极化方式下的雷达后向散射系数、垂直极化方式下的雷达后向散射系数和垂直-水平极化方式下的雷达后向散射系数的组合、入射角、极化熵、平均散射角、各向异性度以及表组合粗糙度；所述光学特征因子包括全色谱段、蓝色谱段、绿色谱段、红色谱段、归一化植被指数、差值植被指数、比值植被指数、土壤调整植被指数和增强型植被指数；
6、根据所述待监测棉田区域的微波特征因子和光学特征因子，利用棉田土壤湿度估测模型，估算所述待监测棉田区域的土壤湿度；其中，所述棉田土壤湿度估测模型是利用训练数据集对预训练的改进的二维卷积神经网络进行训练得到的；所述训练数据集包括训练用棉田区域的去除棉花冠层干扰后的各微波后向散射信号、棉花不同物候期的微波特征因子和光学特征因子以及对应的土壤湿度标签；所述预训练的改进的二维卷积神经网络是利用预训练样本集对改进的二维卷积神经网络进行预训练得到的；所述预训练样本集是基于微波自身参数和地面实测土壤粗糙度，利用aiem-oh模型模拟得到的；所述改进的二维卷积神经网络包括依次连接的1×1卷积层、基于dropout正则化技术的3×3深度可分离卷积层和全连接层。
7、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
8、本申请提供了一种棉田土壤湿度监测方法、系统、设备、介质及产品，通过获取待监测棉田区域的哨兵一号微波数据和高分一号光学数据并提取待监测棉田区域棉花不同物候期的微波特征因子和光学特征因子；根据待监本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，利用预训练样本集对改进的二维卷积神经网络进行预训练，具体包括：
3.根据权利要求1所述的棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，利用训练数据集对预训练的改进的二维卷积神经网络进行训练，具体包括：
4.根据权利要求3所述的棉田土壤湿度估测方法，其特征在于，获取训练数据集，具体包括：
5.根据权利要求4所述的棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，量化所述训练用棉田区域的棉花冠层对各微波后向散射系数的干扰，得到去除棉花冠层干扰后的各微波后向散射系数，具体包括：
6.一种棉田土壤湿度监测系统，其特征在于，包括：
7.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-5中任一项所述的棉田土壤湿度监测方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所
9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的棉田土壤湿度监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，利用预训练样本集对改进的二维卷积神经网络进行预训练，具体包括：
3.根据权利要求1所述的棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，利用训练数据集对预训练的改进的二维卷积神经网络进行训练，具体包括：
4.根据权利要求3所述的棉田土壤湿度估测方法，其特征在于，获取训练数据集，具体包括：
5.根据权利要求4所述的棉田土壤湿度监测方法，其特征在于，量化所述训练用棉田区域的棉花冠层对各微波后向散射系数的干扰，得到去除棉花冠层干扰后的各微波后向...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹陈，陈冬花，常竹，李虎，刘赛赛，张乃明，汪左，樊景威，甄启航，
申请(专利权)人：滁州学院，
类型：发明
国别省市：
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