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龙图腾网获悉中国科学院东北地理与农业生态研究所申请的专利基于指数衰减模型的土壤持水能力遥感监测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120594459B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511101025.5，技术领域涉及：G01N21/55；该发明授权基于指数衰减模型的土壤持水能力遥感监测方法是由孟令华;陈娅;刘焕军;王洋;李彦生设计研发完成，并于2025-08-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于指数衰减模型的土壤持水能力遥感监测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于指数衰减模型的土壤持水能力遥感监测方法，包括以下步骤：步骤一：选取目标区域内的Sentinel‑2A卫星遥感影像；步骤二：对处理后的遥感影像按照目标区旱田地块矢量范围进行裁剪；步骤三：确定与NDWI时间序列曲线相契合的指数衰减模型；步骤四：根据NDWI水分衰减曲线从急速下降至平缓稳定的特征；步骤五：处理土壤温湿度传感器实测数据；步骤六：基于土壤持水能力遥感监测结果；本发明提出土壤持水能力遥感监测指数，利用遥感指数NDWI时间序列数据和指数衰减模型相结合，实现对土壤持水能力的无损、快速、大面积监测，克服了传统方法的局限性。通过引入NDWI水分衰减曲线，并结合指数衰减模型，能够更精准地反映土壤持水能力的变化趋势。

本发明授权基于指数衰减模型的土壤持水能力遥感监测方法在权利要求书中公布了：1.基于指数衰减模型的土壤持水能力遥感监测方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：选取目标区域内的Sentinel-2A卫星遥感影像，影像获取时间为每年积雪覆盖至融化前、中、后三个时期，获取的影像确保未受云层污染，以避免云层对地表反射信息的遮挡和干扰，对影像进行辐射定标、大气校正、几何校正的数据预处理；计算预处理后的每期影像的归一化水体指数，基于绿光波段和近红外波段计算NDWI； 步骤二：对处理后的遥感影像按照目标区旱田地块矢量范围进行裁剪，依据步骤一计算所得的NDWI值，提取裁剪图像的NDWI，进而获得裁剪图像中每个像元的NDWI时间序列曲线，将所有像元的NDWI时间序列曲线按照“行”为时间，“列”为像元排序，获得裁剪图像的时期排序，观察NDWI时间序列曲线后发现能够反映土壤水分动态变化的最佳时间序列窗口，是每年的3月上旬至5月下旬； 步骤三：确定与NDWI时间序列曲线相契合的指数衰减模型，利用该模型将步骤二中每个像元的NDWI时间序列曲线拟合为NDWI水分衰减曲线，经分析发现NDWI水分衰减曲线与土壤水分特征曲线特征高度相似，前者表示的是随着时间向后推移土壤水分状态的变化，后者表示的是随着水势增加土壤体积含水量的变化，二者特征具有一致性；根据指数衰减模型参数b代表曲线下降速率、c代表曲线截距的特征，发现NDWI水分衰减曲线下降速率、截距的差异可以反映土壤持水能力的强弱； 步骤四：根据NDWI水分衰减曲线从急速下降至平缓稳定的特征，确定对应的时间序列日期及NDWI值，具体来说，确定曲线开始下降的时间点、下降结束的时间点，以及下降平缓时间点，并获取时间点对应的NDWI值，记为和，结合模型参数b、参数c构建土壤持水能力遥感指数模型，利用此模型进行土壤持水能力遥感监测，提取土壤持水能力遥感影像，其计算方程式为： 式中，是曲线开始下降的时间点，是曲线下降结束的时间点，是曲线变化至平缓的时间点，为对应的NDWI拟合值，为对应的NDWI拟合值，为对应的NDWI拟合值，b是指数衰减模型的时间常数，c是指数衰减模型的截距； 步骤五：处理实测土壤温湿度传感器数据，将降雨后的土壤水分含量变化绘制成曲线并利用指数衰减模型拟合为土壤水分衰减曲线，发现土壤水分衰减曲线的变化规律与NDWI水分衰减曲线一致，将土壤水分衰减曲线特征所对应的湿度数据输入SWRCI模型，采用独立样本验证的方法，以R、RMSE为评价指标对实测土壤含水量的计算结果与土壤持水能力遥感监测结果进行模型精度验证与评估； 步骤六：基于土壤持水能力遥感监测结果，与实测的土壤有机质数据、土壤质地数据、作物产量数据进行相关性分析，以R2、RMSE为评价指标并通过散点图进行展示，在相关分析效果较好的基础上，证明了土壤持水能力遥感影像的准确性。

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