多星融合的土壤湿度滚动式估算模型

摘要:全球定位系统干涉反射测量(GPS-IR)是一种新的遥感技术,可用于估算近地表土壤水分含量。考虑到多卫星融合的优势和土壤湿度的时空尺度性,提出一种基于多星融合的土壤湿度最小二乘支持向量机(LS-SVM)滚动式估算模型。首先通过低阶多项式拟合分离GPS卫星直射和反射信号,进而建立反射信号正弦拟合模型,获取相对延迟相位。最后,通过线性回归模型有效分析和选取多卫星相对延迟相位,并建立基于多星融合的最小二乘支持向量机模型进行滚动式估算土壤湿度。以美国板块边界观测计划PBO提供的监测数据为例,对比分析利用单颗、多颗GPS卫星进行土壤湿度滚动式估算的可行性和有效性。经理论分析和两个测站实验表明:该模型充分发挥了LS-SVM的优势,有效综合了各卫星的性能,改善了采用单颗卫星进行土壤湿度估算时,其结果极易出现异常跳变的现象;模型只需较少的建模数据,采用滚动式能实现较长时间的估算,估算误差较为稳定;模型所估算的结果与土壤湿度实测值之间的相关系数X以及均方根误差分别为0.942和0.962, 0.072和0.032,相对于部分单一卫星至少提高了 18.18%。因此,土壤湿度问题可作为非线性事件处理,采用多卫星融合估算是可行和有效的。

关键词:
  • 遥感  
  • 全球定位系统干涉反射测量  
  • 土壤水分  
  • 多卫星融合  
  • 最小二乘支持向量机  
  • 估算精度  
作者:
梁月吉; 任超; 黄仪邦; 王浩宇; 卢献健; 晏红波
单位:
桂林理工大学测绘地理信息学院; 桂林541004; 广西空间信息与测绘重点实验室; 桂林541004
刊名:
遥感学报

注:因版权方要求,不能公开全文,如需全文,请咨询杂志社

期刊名称:遥感学报

遥感学报紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:11-3841/TP。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1997年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。