本技術(shù)涉及遙感，尤其涉及一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法、預(yù)測方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、土壤氮礦化是生態(tài)系統(tǒng)中重要的氮素轉(zhuǎn)化過程，對植物生長和生態(tài)系統(tǒng)功能起著關(guān)鍵作用。土壤氮礦化速率（nitrogen?mineralization?rate?，nmr）可以用于表征生態(tài)系統(tǒng)中重要的氮素轉(zhuǎn)化過程。

2、目前，在確定土壤氮礦化速率時，通常需要對監(jiān)測區(qū)域中的土壤進(jìn)行實地采樣和實驗室分析，以確定土壤氮礦化速率。但是，該種方法通常僅適用于較小面積的監(jiān)測區(qū)域，難以適用于大面積的監(jiān)測區(qū)域，而且該種方法耗時耗力，導(dǎo)致土壤氮礦化速率的計算效率較低。

3、因此，在不受監(jiān)測區(qū)域面積限制的情況下，如何有效地提高土壤氮礦化速率的計算效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法、預(yù)測方法和裝置，可以在不受監(jiān)測區(qū)域面積限制的情況下，有效地提高土壤氮礦化速率的計算效率。

2、本技術(shù)提供一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法，包括：

3、獲取監(jiān)測區(qū)域樣本的遙感圖像樣本，以及所述監(jiān)測區(qū)域樣本的土壤樣本；其中，所述監(jiān)測區(qū)域樣本中包括多個觀測點；

4、基于所述監(jiān)測區(qū)域樣本的土壤樣本，確定各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽；

5、將所述監(jiān)測區(qū)域樣本的遙感圖像樣本輸入至初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型中，通過所述初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型從所述遙感圖像樣本中提取各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征，并基于各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征和各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，從所述多個植被指數(shù)特征中選擇目標(biāo)植被指數(shù)特征；

6、基于各所述觀測點對應(yīng)的目標(biāo)植被指數(shù)特征和土壤氮礦化速率標(biāo)簽，對所述初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型的模型參數(shù)進(jìn)行更新，以訓(xùn)練得到土壤氮礦化速率預(yù)測模型，所述土壤氮礦化速率預(yù)測模型用于預(yù)測土壤氮礦化速率。

7、根據(jù)本技術(shù)提供的一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法，所述基于各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征和各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，從所述多個植被指數(shù)特征中選擇目標(biāo)植被指數(shù)特征，包括：

8、針對各所述植被指數(shù)特征，基于各所述觀測點對應(yīng)的所述植被指數(shù)特征、所有觀測點對應(yīng)的所述植被指數(shù)特征的平均值、各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，以及所述所有觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽的平均值，確定所述植被指數(shù)特征對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)；

9、基于各所述植被指數(shù)特征對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)，將最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的植被指數(shù)特征確定為所述目標(biāo)植被指數(shù)特征。

10、根據(jù)本技術(shù)提供的一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法，所述基于各所述觀測點對應(yīng)的所述植被指數(shù)特征、所有觀測點對應(yīng)的所述植被指數(shù)特征的平均值、各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，以及所述所有觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽的平均值，確定所述植被指數(shù)特征對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)，包括：

11、根據(jù)確定所述植被指數(shù)特征對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)；

12、其中，表示所述植被指數(shù)特征對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)，i表示第i個觀測點，n表示觀測點的總數(shù)量，表示第i個觀測點對應(yīng)的所述植被指數(shù)特征，表示所有觀測點對應(yīng)的所述植被指數(shù)特征的平均值，表示第i個觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，表示所述所有觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽的平均值。

13、根據(jù)本技術(shù)提供的一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法，所述基于各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征和各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，從所述多個植被指數(shù)特征中選擇目標(biāo)植被指數(shù)特征，包括：

14、基于各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征，確定所述多個植被指數(shù)特征之間的協(xié)方差矩陣，所述協(xié)方差矩陣用于表征所述多個植被指數(shù)特征之間的相關(guān)性；

15、基于所述協(xié)方差矩陣的特征值和對應(yīng)的特征向量，從所述多個植被指數(shù)特征中確定多個主成分植被指數(shù)特征；

16、基于各所述觀測點對應(yīng)的所述多個主成分植被指數(shù)特征和各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽之間的相關(guān)性，從所述多個主成分植被指數(shù)特征中選擇所述目標(biāo)植被指數(shù)特征。

17、本技術(shù)還提供一種土壤氮礦化速率的預(yù)測方法，包括：

18、獲取待預(yù)測監(jiān)測區(qū)域的目標(biāo)遙感圖像；其中，所述監(jiān)測區(qū)域中包括多個目標(biāo)觀測點；

19、將所述目標(biāo)遙感圖像輸入至土壤氮礦化速率預(yù)測模型中，通過所述土壤氮礦化速率預(yù)測模型，預(yù)測各所述目標(biāo)觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率；其中，所述土壤氮礦化速率預(yù)測模型為上述任一實施例訓(xùn)練得到的土壤氮礦化速率預(yù)測模型。

20、本技術(shù)還提供一種土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練裝置，包括：

21、獲取單元，用于獲取監(jiān)測區(qū)域樣本的遙感圖像樣本，以及所述監(jiān)測區(qū)域樣本的土壤樣本；其中，所述監(jiān)測區(qū)域樣本中包括多個觀測點；

22、第一處理單元，用于基于所述監(jiān)測區(qū)域樣本的土壤樣本，確定各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽；

23、第二處理單元，用于將所述監(jiān)測區(qū)域樣本的遙感圖像樣本輸入至初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型中，通過所述初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型從所述遙感圖像樣本中提取各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征，并基于各所述觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征和各所述觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，從所述多個植被指數(shù)特征中選擇目標(biāo)植被指數(shù)特征；

24、更新單元，用于把基于各所述觀測點對應(yīng)的目標(biāo)植被指數(shù)特征和土壤氮礦化速率標(biāo)簽，對所述初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型的模型參數(shù)進(jìn)行更新，以訓(xùn)練得到土壤氮礦化速率預(yù)測模型，所述土壤氮礦化速率預(yù)測模型用于預(yù)測土壤氮礦化速率。

25、本技術(shù)還提供一種土壤氮礦化速率的預(yù)測裝置，包括：

26、獲取單元，用于獲取待預(yù)測監(jiān)測區(qū)域的目標(biāo)遙感圖像；其中，所述監(jiān)測區(qū)域中包括多個目標(biāo)觀測點；

27、預(yù)測單元，用于將所述目標(biāo)遙感圖像輸入至土壤氮礦化速率預(yù)測模型中，通過所述土壤氮礦化速率預(yù)測模型，預(yù)測各所述目標(biāo)觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率；其中，所述土壤氮礦化速率預(yù)測模型為上述訓(xùn)練得到的土壤氮礦化速率預(yù)測模型。

28、本技術(shù)還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)如上述任一種所述的土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法或者土壤氮礦化速率的預(yù)測方法。

29、本技術(shù)還提供一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述的土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法或者土壤氮礦化速率的預(yù)測方法。

30、本技術(shù)還提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述的土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法或者土壤氮礦化速率的預(yù)測方法。

31、本技術(shù)提供的土壤氮礦化速率預(yù)測模型的訓(xùn)練方法、預(yù)測方法和裝置，通過獲取監(jiān)測區(qū)域樣本的遙感圖像樣本，以及監(jiān)測區(qū)域樣本的土壤樣本；其中，監(jiān)測區(qū)域樣本中包括多個觀測點；并基于監(jiān)測區(qū)域樣本的土壤樣本，確定各觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽；將監(jiān)測區(qū)域樣本的遙感圖像樣本輸入至初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型中，通過初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型從遙感圖像樣本中提取各觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征，并基于各觀測點對應(yīng)的多個植被指數(shù)特征和各觀測點對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，從多個植被指數(shù)特征中選擇目標(biāo)植被指數(shù)特征；再基于各觀測點對應(yīng)的目標(biāo)植被指數(shù)特征和土壤氮礦化速率標(biāo)簽，對初始土壤氮礦化速率預(yù)測模型的模型參數(shù)進(jìn)行更新，以訓(xùn)練得到土壤氮礦化速率預(yù)測模型，土壤氮礦化速率預(yù)測模型用于預(yù)測土壤氮礦化速率。這樣利用遙感技術(shù)獲取監(jiān)控區(qū)域的遙感圖像樣本，并結(jié)合遙感圖像樣本，以及監(jiān)測區(qū)域樣本中多個觀測點各自對應(yīng)的土壤氮礦化速率標(biāo)簽，訓(xùn)練土壤氮礦化速率預(yù)測模型，使得可以通過土壤氮礦化速率預(yù)測模型對土壤氮礦化速率進(jìn)行動態(tài)預(yù)測，實現(xiàn)了在不受監(jiān)測區(qū)域面積限制的情況下，不僅可以有效地提高土壤氮礦化速率的計算效率，而且可以提高土壤氮礦化速率的計算精度。