将MODIS遥感数据应用于墒情信息提取的研究.pdf

摘 受 将MODIS遥感数据应用于墒情信息提取的研究 模式识别与智能系统专业 研究生：陈瑜 指导教师：古钟璧 土壤墒情是农田耕层土壤含水率的俗称，指作物主要根系活动层内的土壤 水分状况，是作物生长的控制性因子之一。土壤墒情的监测是灌区灌溉系统优 化配水的关键技术之一。而大区域的土壤墒情信息提取一直是学术界的一大难 题。传统方法依靠手工或半自动化方法，只能采集到点和小范围的墒情信息， 效率低且往往因耗时过长而难以满足科学研究和政府部门客观、实时、大面积 监测和进行综合分析的需要。 随着遥感技术的发展，可以采用遥感信息源结合地面实测数据的方法来解 决上述问题。遥感图像是一幅反映地物目标电磁辐射特性的能量分御图，它真 实、客观、连续地记录了地表物体总体与个体的信息特征。长久以来，国内外 大都利用NOAA／AvHRR气象卫星从事土壤墒情的信息提取，现在，随着更先进 成为当前研究的热点。目前国内这方面的研究还不多，该文将做一个有益的初 步探索。 该文在学习近年来国内外研究方法的基础上，对MoDIS1B遥感数据进行 预处理，并以都江堰灌区作为研究区域，以能量平衡为基础理论，将从遥感数 据所获取的反照率、植被指数和辐射亮度温度等作为提取墒情的几个基本参 量，再通过地面试验获得实测墒情数据，建立经验模型，从而实现土壤墒情的 提取。根据不同的植被覆盖度，将模型的建立分成了两大部分：一部分是裸地 ／低植被覆盖下的表观热惯量模型，另一部分是高植被覆盖下的植被蒸散模型。 结合实测墒情数据来验证这两种方法的可靠性和精度。实验数据表明：使 用NDVI=O．18作为植被覆盖度的阈值时，裸地／低植被覆盖区下，表观热惯量 与6cm地面实测墒情数据的倒数模型拟合精度最佳，高植被覆盖区下，以MODIS ．．．．—．．。，———．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．—．．．．．．．．．．．．．!!．—．!!．．．．．．．．．．．．—．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一 第31波段的亮温和NDVI为基本参量建立起的二元线性模犁能够较好地描述 6cm深度的土壤墒情；使用NDVI=O．1作为植被覆盖度的阈值时，裸地／低植被 覆盖区下，表观热惯量与20cm地面实删墒情数据的拟合精度都偏低，相比之 下．线性模型能够取得较好的拟合效果，高植被覆盖区下，以MODIS第31波 段的亮温和NDVI为基本参量建立起的s形曲线模型能够较好地描述20cm深度 的土壤墒情。 实验结果表明：将ⅥODIS遥感数据应用于不同植被覆盖度的大区域土壤墒 情信息的提取是可行的。 关键词：遥感MODIS热惯量植被指数墒情 Abstract ontheMODISRemote Data ied Sensing Study Appl Moisture totheSoli Extraction Pattern andInteII igentSystem Recognition Yu Graduate：ChenTutor：6u Zhongbi soillnoistureiSthelocalnameofsoilwatercontentinthefarm The to waterstatusinthemainroot land．ItreferstheSOil systemactivity of iSoneofthecon