土壤水分遙感監測服務系統的研究進展
來源： http://m.youping.net/ 更新時間：2013-1-23 11:32:21 閱讀次
土壤水分是植物生長、發育的必要條件，也是估價水鹽平衡、水土平衡的重要指標。它是灌溉管理和產量預測的重要參量。新疆屬干旱、半干旱地區，地域遼闊，綠洲分散，用遙感技術實施對土壤水分進行宏觀、快速監測是十分必要的，它對于各級政府生產決策和農業生產管理具有重要意義。
60年代末、70年代初，美國就研究了土壤水分對反射率的影響，發現干燥上壤有較高反射率。
1973年，日本扎幌研究5種土壤的的反射率，建立了蘭波段和綠波段的膠片密度和含水量的多元回歸方程。
印度國家遙感局利用1984年和1985年的MSS和TM資料的歸一化植被指數評價了安得拉那邦某地的干旱程度。
80年代以來，國內外一些學者又探索用熱紅外波段估測土壤水分的方法。我國學者張仁華、田國良、魏文秋、盧志光、趙華昌，日本學者宇都宮都都做過研究。他們采用熱慣量法，冠層溫差法、作物缺水指數法，土層溫差法等不同方法做了試驗，但都有一定局限性。
也有學者（田國良、金亞秋等）用微波進行試驗，用散射系數法監測土壤水分。但該方法也受地表粗糙度和植被覆蓋的影響。
土壤水分受多種因素的影響，又有植被覆蓋的干擾，因此，土壤水分遙感研究難度很大。這里重點介紹一種土壤水分光譜法。比起其它方法，該方法更著重于土壤水分與光譜的直接關系。對于植被的影響，采用遙感估測光學植被蓋度，分解象元排除干擾法來提取土壤水分信息。這樣更方便于大面積土壤水分遙感估測。
土壤水分遙感監測服務系統衛星遙感的數據量很大，一景TM數據量以所用3個波段計也達100多兆。一景新疆NOAA所用資料也有3兆多。要實現宏觀快速監測土壤水分，必須建立計算機運行系統。
土壤水分監測系統服務系統包括圖象庫、圖形庫、土壤水分分析軟件、基礎數據庫等。
初步可能提供的服務項目有土壤水分分級圖、土壤水分影象圖、土壤水分象元數據、土壤墑情分析和短期評估、土壤水分信息提取，各種土壤光譜和水分基礎數據查詢等。
TM資料價格昂貴，覆蓋面相對較小，限于北京站接收半徑制約，新疆大部分地區近期難于得到。因此，只能發揮NOAA衛星覆蓋面大、時間頻率高、價格低，烏魯木齊能夠接收的優勢，實施氣象衛星宏觀快速土壤水分遙感監測服務。
研究成果及其新進展
提交的主要研究成果如下：
（1）土壤水分等級圖（2）土壤水分影象圖（3）土壤水分遙感監測模型（4）土壤水分遙感動態監測分析軟件（5）土壤水分遙感監測報告文集。
取得的最新進展有：
（1）完成了利用土壤水分光譜法進行土壤水分遙感監測的實用研究。探討了排除植被干擾的難題。
（2）提出了光學植被蓋度新概念。這個量是基于衛星遙感器探測地物的光譜亮度計量的，排除了目測植被蓋度的人為影響。更重要的它是綠色植物生物量的量度，幾乎不含土壤信息。因此，這個量不只是排除植被干擾的關鍵參量，而且對作物估產，產草量遙感監測都有重要參考價值。
（3）借助于王積強先生的土水面蒸發比實驗數據和我們的調查資料建立的土壤水分日蒸散模型有很好的實用價值。它可以方便地對匹配衛星數據的土壤水分樣本數據進行訂正，又可用于土壤旱情預測，對農業灌溉管理具有指導意義。
60年代末、70年代初，美國就研究了土壤水分對反射率的影響，發現干燥上壤有較高反射率。
1973年，日本扎幌研究5種土壤的的反射率，建立了蘭波段和綠波段的膠片密度和含水量的多元回歸方程。
印度國家遙感局利用1984年和1985年的MSS和TM資料的歸一化植被指數評價了安得拉那邦某地的干旱程度。
80年代以來，國內外一些學者又探索用熱紅外波段估測土壤水分的方法。我國學者張仁華、田國良、魏文秋、盧志光、趙華昌，日本學者宇都宮都都做過研究。他們采用熱慣量法，冠層溫差法、作物缺水指數法，土層溫差法等不同方法做了試驗，但都有一定局限性。
也有學者（田國良、金亞秋等）用微波進行試驗，用散射系數法監測土壤水分。但該方法也受地表粗糙度和植被覆蓋的影響。
土壤水分受多種因素的影響，又有植被覆蓋的干擾，因此，土壤水分遙感研究難度很大。這里重點介紹一種土壤水分光譜法。比起其它方法，該方法更著重于土壤水分與光譜的直接關系。對于植被的影響，采用遙感估測光學植被蓋度，分解象元排除干擾法來提取土壤水分信息。這樣更方便于大面積土壤水分遙感估測。
土壤水分遙感監測服務系統衛星遙感的數據量很大，一景TM數據量以所用3個波段計也達100多兆。一景新疆NOAA所用資料也有3兆多。要實現宏觀快速監測土壤水分，必須建立計算機運行系統。
土壤水分監測系統服務系統包括圖象庫、圖形庫、土壤水分分析軟件、基礎數據庫等。
初步可能提供的服務項目有土壤水分分級圖、土壤水分影象圖、土壤水分象元數據、土壤墑情分析和短期評估、土壤水分信息提取，各種土壤光譜和水分基礎數據查詢等。
TM資料價格昂貴，覆蓋面相對較小，限于北京站接收半徑制約，新疆大部分地區近期難于得到。因此，只能發揮NOAA衛星覆蓋面大、時間頻率高、價格低，烏魯木齊能夠接收的優勢，實施氣象衛星宏觀快速土壤水分遙感監測服務。
研究成果及其新進展
提交的主要研究成果如下：
（1）土壤水分等級圖（2）土壤水分影象圖（3）土壤水分遙感監測模型（4）土壤水分遙感動態監測分析軟件（5）土壤水分遙感監測報告文集。
取得的最新進展有：
（1）完成了利用土壤水分光譜法進行土壤水分遙感監測的實用研究。探討了排除植被干擾的難題。
（2）提出了光學植被蓋度新概念。這個量是基于衛星遙感器探測地物的光譜亮度計量的，排除了目測植被蓋度的人為影響。更重要的它是綠色植物生物量的量度，幾乎不含土壤信息。因此，這個量不只是排除植被干擾的關鍵參量，而且對作物估產，產草量遙感監測都有重要參考價值。
（3）借助于王積強先生的土水面蒸發比實驗數據和我們的調查資料建立的土壤水分日蒸散模型有很好的實用價值。它可以方便地對匹配衛星數據的土壤水分樣本數據進行訂正，又可用于土壤旱情預測，對農業灌溉管理具有指導意義。
上一篇:土壤水分值數量化的方法
搜索
產品目錄