遥感监测土壤水分研究综述土壤学报.pdfVIP

第 44 卷 第 1 期 土 　壤 　学 　报 Vol44 ,No1 2007 年 1 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA 　J an . ,2007 遥感监测土壤水分研究综述 汪 　潇 　张增祥 　赵晓丽 　谭文彬 ( 中国科学院遥感应用研究所 ,北京 　100101) 摘 　要 　　对于近年来国内外遥感监测土壤水分的理论 、方法的发展和应用进行了全面的回顾 ,重点介 绍了目前已经比较成熟和广泛应用的基于可见光与热红外波段的特征空间方法和微波遥感方法 。并对各种 遥感监测土壤水分方法的优缺点作出评价 ,提出了遥感监测土壤水分方法存在的不足 ,指出了今后发展的方 向 ,并展望了遥感监测土壤水分的发展前景 。 关键词 　　土壤水分 ;光学遥感 ;微波遥感 中图分类号 　　S1527 　　　　　文献标识码 　　A 　　土壤水分是监控土地退化和干旱的重要指标 , 空分布和变化的主要方法 。 同时也是气候 、水文 、生态和农业系统的关键组成要 通常土壤水分的遥感监测主要从可见光 - 近红 素 。监测土壤水分的变化对于规划和管理这些系统 外 、热红外及微波波段进行 ,土壤水分的红外波段遥 来说具有极其重要的意义 。传统的监测方法大多都 感和微波遥感是当前研究的主要热点 。一般热红外 是野外实地的实验点的观测 ,最古老且最准确的方 波段所感测的是地表温度和植被指数 ,通过植物的 法就是质量法 ,这样能得出精确的土壤水分的质量 蒸散作用所带来的辐射平衡和热惯量 ,从而估算表 百分比[ 1] ,但是要消耗大量的时间和人力 。利用土 面层以下的土壤水分 。微波遥感监测土壤水分是现 壤水分不同其相应的导电性能也不同的特点发展起 在应用比较成功的 ,具有广泛的应用前景 。而在太 [2 ] ( ) 来的嵌入式传感器测量法 ,能够节省大量的时间 阳光谱范围 380 ～500 nm 的光谱反射信息也能够 和劳力 ,但是依旧是实验点上的监测而不能推广到 用于估算土壤表层水分[4 ] 。 大区域上 。所有这些传统田间监测手段可以准确估 测土壤剖面的含水量 ,但是却都具有相同的缺点 ,不 1 　遥感监测方法的发展与现状 仅费时、费力 ,而且测点少 ,代表性差 ,从而导致时间 空间分辨率低下 ,无法大范围、高效率地获得土壤水 11 　可见光 、近红外与热红外波段遥感 分数据 ,从而不能实现大面积土壤水分的实时动态 　　遥感方法监测土壤水分的可行性研究在 20 世 监测[3 ] 。 纪 60 年代初期就已经开始了 ,而应用研究也相应地 相对于传统手段而言 ,利用遥感手段监测和反 在 70 年代中期开展起来 。其中 ,Waston 等[5 , 6 ] 就尝 演土壤水分具有相当大的优势 。其方法和理论依据 试利用热惯量模型 ,而 Bij leveld[7 ] 则继续了他们的 就是建立在遥感参数和土壤水分之间的相互关系 工作 ,建立了计算热惯量和每 日蒸发量模型 。Pratt