基于高光谱数据的黑龙江西部土壤含水量遥感监测研究

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土壤含水量的监测在农业生产、旱情监测、气候预报等领域都有着非常重要的作用,传统的土壤含水量监测方法实现不了大范围的实时动态监测,而遥感技术可以克服传统监测方法的缺陷,本文利用它监测土壤含水量能够及时预测春旱的发生,以便采取有力地预防干旱、抵抗干旱的措施。
  本文通过搜集国内外土壤含水量遥感研究的信息资料,总结了利用遥感技术反演土壤含水量的各种方法,包含这些方法适用性。优选出适合早期干旱预警的模型是表观热惯量法,使用MODIS的第1、2、3、4、5、7、31波段数据反演土壤含水量,此过程需要计算亮温差和反照率。最后将反演得到的表观热惯量数据和地面气象站点提供的土壤相对含水量数据进行线性拟合,进而得出黑龙江省西部土壤相对含水量分布图。将结果与黑龙江省五月中旬0~10cm深度的土壤旱涝分布图进行对比,验证方法的可靠性和精度。
  通过本文的研究,得出以下结论:1、分辨率为1km的MODIS数据可以成为监测黑龙江省西部地区土壤含水量的数据源;2、遥感监测时,使用经验线性模型将耕层(0~10cm)的实测含水量数据与反演出的表观热惯量数据进行拟合,得出R2为0.6052,相关性较高;3、从宏观角度看该反演结果可以呈现出黑龙江省西部地区土壤含水量的状况,整体趋势具有一致性;4、使用改进的表观热惯量法,将实地测量的数据和反演结果进行统计分析,得到的精度达99.79%,说明该反演模型在大范围监测土壤含水量的应用中具有较好的可行性和推广前景。
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