基于多源數(shù)據(jù)協(xié)同的土壤含水量反演技術(shù)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)用水科學(xué)管理的重要基礎(chǔ)是土壤含水量信息，這些信息可以為作物需水估算、灌溉用水計劃制定、實施和調(diào)整、灌溉用水監(jiān)測、灌溉效果評估提供數(shù)據(jù)支撐，改善農(nóng)業(yè)灌溉用水管理水平，極大提高用水效率。準(zhǔn)確獲取土壤含水量信息，對于改善農(nóng)業(yè)用水效率具有十分重要的意義。
　　現(xiàn)階段遙感反演土壤含水量的方法主要有基于紅光與近紅外波段特征空間的修正的垂直干旱指數(shù)方法（modify perpendicular drought index，MPDI），基于溫

2、度植被特征空間的溫度植被早情指數(shù)方法(temperature-vegetation dryness index，TVDI)，以及基于被動微波遙感的土壤含水量反演方法。本文擬采用基于可見光的MPDI方法實現(xiàn)對以河北省南部為研究區(qū)進行五天一次的土壤含水量反演。根據(jù)反演要求，選取環(huán)境小衛(wèi)星、Landsat8以及MODIS遙感數(shù)據(jù)作為土壤含水量反演的數(shù)據(jù)源。由于不同數(shù)據(jù)源間的時空分辨率不一致，本文解決了以下幾種多源數(shù)據(jù)協(xié)同反演土壤含水量的問題:

3、
　　(1)高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)源充足的條件下，首先對單一遙感數(shù)據(jù)源的土壤含水量結(jié)果進行反演，得到單一數(shù)據(jù)源條件下的土壤含水量反演結(jié)果?；诙嘣磾?shù)據(jù)特征級融合方法的思想，融合環(huán)境衛(wèi)星與Landsat8遙感影像的土壤含水量反演結(jié)果特征，最終得到了精度提高的多源數(shù)據(jù)優(yōu)勢互補的土壤含水量反演結(jié)果。
　　(2)僅有一種高空間分辨率遙感影像存在，且該數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)對研究區(qū)影像的全覆蓋時，引入低空間分辨率的MODIS遙感影像作為替代數(shù)據(jù)，

4、用以彌補高空間分辨率遙感影像在影像覆蓋范圍上的缺陷。由于MODIS數(shù)據(jù)空間分辨率較低，不適宜單獨建立土壤含水量與干旱指數(shù)間的反演模型，引入相近時間的高分辨率影像數(shù)據(jù)所提取的地表覆蓋類型信息或NDVI數(shù)據(jù)作為MODIS像元光譜降尺度的依據(jù)。進而提高干旱指數(shù)與實測土壤含水量的相關(guān)關(guān)系，得到MODIS數(shù)據(jù)與高分辨率遙感數(shù)據(jù)協(xié)同的土壤含水量反演結(jié)果。將該結(jié)果降尺度后與高分辨率遙感影像的土壤含水量結(jié)果鑲嵌并做核卷積濾波處理，獲得多源數(shù)據(jù)協(xié)同的土壤