將MODIS遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用于墑情信息提取的研究.pdf

1、土壤墑情是農(nóng)田耕層土壤含水率的俗稱，指作物主要根系活動(dòng)層內(nèi)的土壤水分狀況，是作物生長(zhǎng)的控制性因子之一。土壤墑情的監(jiān)測(cè)是灌區(qū)灌溉系統(tǒng)優(yōu)化配水的關(guān)鍵技術(shù)之一。而大區(qū)域的土壤墑情信息提取一直是學(xué)術(shù)界的一大難題。傳統(tǒng)方法依靠手工或半自動(dòng)化方法，只能采集到點(diǎn)和小范圍的墑情信息，效率低且往往因耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)而難以滿足科學(xué)研究和政府部門(mén)客觀、實(shí)時(shí)、大面積監(jiān)測(cè)和進(jìn)行綜合分析的需要。 隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，可以采用遙感信息源結(jié)合地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的方法來(lái)解決上

2、述問(wèn)題。遙感圖像是一幅反映地物目標(biāo)電磁輻射特性的能量分布圖，它真實(shí)、客觀、連續(xù)地記錄了地表物體總體與個(gè)體的信息特征。長(zhǎng)久以來(lái)，國(guó)內(nèi)外大都利用NOAA/AVHRR氣象衛(wèi)星從事土壤墑情的信息提取，現(xiàn)在，隨著更先進(jìn)的新一代傳感器EOS/MODIS的升空，將MODIS數(shù)據(jù)用于土壤墑情信息提取已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)這方面的研究還不多，該文將做一個(gè)有益的初步探索。 該文在學(xué)習(xí)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究方法的基礎(chǔ)上，對(duì)MODIS 1B遙感數(shù)據(jù)

3、進(jìn)行預(yù)處理，并以都江堰灌區(qū)作為研究區(qū)域，以能量平衡為基礎(chǔ)理論，將從遙感數(shù)據(jù)所獲取的反照率、植被指數(shù)和輻射亮度溫度等作為提取墑情的幾個(gè)基本參量，再通過(guò)地面試驗(yàn)獲得實(shí)測(cè)墑情數(shù)據(jù)，建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從而?shí)現(xiàn)土壤墑情的提取。根據(jù)不同的植被覆蓋度，將模型的建立分成了兩大部分：一部分是裸地/低植被覆蓋下的表觀熱慣量模型，另一部分是高植被覆蓋下的植被蒸散模型。 結(jié)合實(shí)測(cè)墑情數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證這兩種方法的可靠性和精度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：使用NDVI=0.18作

4、為植被覆蓋度的閾值時(shí)，裸地/低植被覆蓋區(qū)下，表觀熱慣量與6cm地面實(shí)測(cè)墑情數(shù)據(jù)的倒數(shù)模型擬合精度最佳，高植被覆蓋區(qū)下，以MODIS第31波段的亮溫和NDVI為基本參量建立起的二元線性模型能夠較好地描述6cm深度的土壤墑情：使用NDVI=0.1作為植被覆蓋度的閾值時(shí)，裸地/低植被覆蓋區(qū)下，表觀熱慣量與20cm地面實(shí)測(cè)墑情數(shù)據(jù)的擬合精度都偏低，相比之下，線性模型能夠取得較好的擬合效果，高植被覆蓋區(qū)下，以MODIS第31波段的亮溫和NDVI為