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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明公开了一种星载GNSS‑R高时空分辨率土壤湿度反演方法与系统，包括获取全球区域内某一时间段内的星载GNSS‑R观测数据及辅助产品；数据预处理、建库及质量控制；计算GNSS‑R的土壤表面反射率；以一定时间段的土壤表面反射率均值作为基准反射率，辅助数据作为日变化反射率建模数据；以土壤表面实际反射率、基准反射率、日变化反射率建模计算观测空白土壤反射率；利用时空无缝的星载GNSS‑R土壤表面反射率进行建模反演土壤湿度。本发明首次克服基于星载GNSS‑R网格观测数据受时空分辨率的相互制约，提供了星载GNSS‑R高时空分辨率土壤湿度反演结果，大幅提高了星载GNSS‑R反演土壤湿度的时空分辨率。

主权项：1.一种星载GNSS-R高时空分辨率土壤湿度反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取全球区域内某一时间段内的星载GNSS-R观测数据、土壤湿度产品、降水产品、植被产品和粗糙度数据；步骤2，将星载GNSS-R观测数据、土壤湿度产品、降水产品、植被产品和粗糙度数据的分辨率在时空维上进行统一，生成星载GNSS-R反射率-土壤湿度-环境量-降水时空数据库；步骤3，剔除星载GNSS-R反射率-土壤湿度-环境量-降水时空数据库中质量不合格的数据；步骤4，以合格的数据为像元，利用数据库中的星载GNSS-R观测数据和所对应GNSS-R卫星的辅助参数，计算像元的土壤表面反射率；步骤5，根据星载GNSS-R实际覆盖范围，计算一定时间段内土壤表面反射率的均值作为基准反射率，并利用基准反射率、降水产品、植被产品和粗糙度数据进行反射率建模，得到反射率重建模型；步骤6，将观测空白期的降水产品、植被产品和粗糙度数据输入反射率重建模型计算土壤表面反射率，进而生成时空无缝的星载GNSS-R网格观测数据；对于空白期的星载GNSS-R反射率数据，将该空白期的降水产品、植被产品和粗糙度数据输入反射率重建模型计算土壤表面反射率，完成星载GNSS-R网格观测数据重建，具体计算公式如下： （3）式中，表示计算得到的实际空白期土壤表面反射率，表示像元的位置，t表示时间，为土壤表面基准反射率，为空白期粗糙度，为空白期植被光学厚度，为空白期降水数据，a、b、c、d为反射率重建模型的线性系数；步骤7，将时空无缝的星载GNSS-R网格观测数据和植被产品、粗糙度数据输入土壤湿度反演模型，生成时空无缝的星载GNSS-R网格土壤湿度产品；土壤湿度反演模型为： （4）式中，表示计算得到的星载GNSS-R反射率重建后获取的土壤湿度，为土壤表面反射率，为植被光学厚度，为粗糙度，e、f、g、h为土壤湿度反演模型的线性系数。

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