河南省趙口灌區(qū)土壤含水量遙感反演研究.pdf

1、土壤含水量是用來監(jiān)測土地退化與干旱的重要指標(biāo)，它關(guān)系到糧食的生產(chǎn)、植被的長勢(shì)與作物的生長狀況等，同時(shí)也是水文、氣候、農(nóng)業(yè)與生態(tài)等領(lǐng)域的重要參數(shù)。遙感技術(shù)的快速高效地發(fā)展，使得實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測和評(píng)估大面積的土壤水分狀況成為可能，克服了傳統(tǒng)土壤含水量監(jiān)測方法的不足。
　　本文主要研究了基于MODIS數(shù)據(jù)的趙口灌區(qū)土壤含水量的遙感反演，通過對(duì)土壤含水量以及土壤含水量遙感幾種反演方法的介紹，在裸土或作物生長的初期選取了表觀熱慣量的方法來反演

2、土壤水分的分布狀況，在高植被覆蓋區(qū)域時(shí)選取了植被供水指數(shù)的方法來計(jì)算土壤水分的分布狀況，并且利用NDVI的值對(duì)地表的覆蓋類型進(jìn)行劃分。用兩種方法相結(jié)合來共同反演趙口灌區(qū)的土壤含水量的分布狀況。主要研究內(nèi)容:
　　(1)本文對(duì)國內(nèi)外運(yùn)用遙感技術(shù)來反演土壤含水量的方法進(jìn)行了分析研究，對(duì)于土壤含水量的反演，傳統(tǒng)的方法不能夠滿足工作的要求，遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合提供了新的方法，可以實(shí)現(xiàn)高效、快速的大范圍的監(jiān)測。然后對(duì)幾種遙感反演土壤

3、含水量的方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹以及綜合比較分析，表觀熱慣量的方法相對(duì)來說比較簡單，在對(duì)裸土以及作物生長初期的農(nóng)作物的土壤含水量的反演精度比較高，但是對(duì)于高植被覆蓋區(qū)域用此方法來反演土壤含水量的精度相對(duì)較差，而植被供水指數(shù)法(VSWI)則是適合于高的植被覆蓋度的區(qū)域，在低的植被覆蓋度時(shí)，它會(huì)夸大植被的影響作用。因此，本研究采用表觀熱慣量與植被供水指數(shù)相結(jié)合的方法來反演土壤含水量。
　　(2)對(duì)遙感影像進(jìn)行了介紹，因?yàn)镸ODIS數(shù)據(jù)的

4、成像時(shí)間快、光譜分辨率高、容易獲取，然后成像的范圍大，這些優(yōu)點(diǎn)是選擇MODIS影像反演土壤含水量的關(guān)鍵所在。然后對(duì)MODIS的傳感器及數(shù)據(jù)進(jìn)行了介紹，最后選取了MOD021KM，也就是分辨率為1000米的數(shù)據(jù)，然后利用ENVI遙感圖像處理軟件對(duì)影像進(jìn)行了數(shù)據(jù)預(yù)處理，主要包括:去除條帶噪聲、bow-tie糾正、幾何校正以及根據(jù)ArcGIS的矢量化功能進(jìn)行矢量的趙口灌區(qū)的邊界圖對(duì)處理過的影像進(jìn)行裁剪。
　　(3)在利用MODIS遙感影

5、像反演土壤含水量時(shí)，為了提高反演的精度，需要首先判斷出研究區(qū)域的地表覆蓋類型，即判斷出地表是屬于裸地/低植被覆蓋區(qū)域還是高植被覆蓋區(qū)域。對(duì)于前者，本文采用表觀熱慣量模型，后者采用植被供水指數(shù)法來進(jìn)行反演，并且利用NDVI（歸一化植被指數(shù)）來進(jìn)行地域覆蓋類型的劃分，然后對(duì)不同的植被覆蓋度區(qū)域采用不同的方法進(jìn)行反演，以提高利用遙感反演土壤含水量的精度。然后對(duì)于模型中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了反演計(jì)算，并生成相應(yīng)的遙感影像計(jì)算結(jié)果圖，最后與實(shí)測數(shù)據(jù)相結(jié)