遥感监测土壤湿度的方法综述

通过对生态环境水热因子的遥感监测回顾,总结出定量地遥感监测土壤水分的方法主要有:微波遥感监测法、热惯量法、作物植被、亮温综合指数法和热红外法等,并对各方法的原理和具体的适用领域做了介绍和比较。     

土壤含水率和盐分对土壤电导率的影响

基于电流－电压四端法的“polar-dipole array”形式,以壤土作为研究对象,对土壤含水率和土壤盐分与土壤电导率之间的相互关系进行了试验研究,结果表明,在土壤盐分和含水率2个相关因素中,土盐分对土壤电导率的影响较土壤含水率要大得多。     

遥感方法进行土壤水分监测的现状与进展

总结了常用的遥感监测土壤水分的基本原理和方法,介绍了国内外在这一方面所取得的主要成果。以改进的热惯量法、作物缺水指数法和植被指数法等为主要代表的土壤水分遥感监测方法日臻成熟。G IS技术的广泛应用,土壤水分遥感监测模型的优化,以及微波遥感的应用将是该领域的重点研究方向,同时指出在土壤水分监测方面应走多学科综合的道路。     

Using proximal sensor data for soil salinity management and mapping

Over the past five decades, increased pressure caused by the rapidly growing population has resulted in a reclamation of agricultural and urban buffer zones along China's coastline. However, information about the spatio–temporal variation of soil salinity in these reclaimed regions is limited. As such, obtaining this information is crucial for mapping the variation in saline areas and to identify suitable salinity management strategies. In this study, we employed EM38 data to conduct digital soil mapping of spatio–temporal variation and map these variations of different site-specific zones. The results indicated that the distribution of soil salinity was heterogeneous in the middle of, and that the leaching of salts was significant at the edges of, the study field. Afterwards, fuzzy-k means algorithm was used to divide the site-specific management zones within the time series apparent soil electrical conductivity(ECa) data and the spatial correlations of variation. We concluded that two management zones are optimal to guide precision management. Zone A had an average salinity level of about 165 mS m–1, in which salt-tolerant crops, such as cotton and barley can grow normally, while crops such as soybean and cowpeas may be planted using leaching and increasing the mulching film methods to reduce the accumulation of salt in surface soil. In Zone B, there was a low salinity level with a mean of 89 mS m–1 for ECa, which allows for rice, wheat, and a wide range of vegetables to be grown normally. In such situations, measures such as an optimized combination of irrigation and drainage, as well as soil amendment can be taken to adjust and control the salt content. Particularly, flattening the land with a large-scale machine was used to improve the ability of micro-topography to influence salt migration; rice and other dry, land crops were planted in rotation in combination with utilizing salt-leaching multiple times to speed up desalinization.     

土壤水分遥感监测及关键技术

用遥感技术进行土壤水分监测已有超过30 a的历史,国内外学者在此领域也进行了不少的探索和研究。通过分析各种遥感土壤水分监测方法的特点,将其归纳为光学遥感和微波遥感2大类,其中,光学遥感又分为土壤热惯量法、温度植被指数法和蒸散法。根据国内外的研究现状,对应用遥感方法估算区域土壤水分的关键技术进行了深入的分析,其主要包括数据源的选取、参数反演、模型选择和精度验证4个方面。结果表明,长期以来由于这些关键技术没有得到很好的解决,极大地制约了基于遥感方法估算区域土壤水分的发展。通过对关键技术的分析,将有助于高精度遥感土壤水分监测模型的建立。     

哈密盆地土地盐渍化、沙漠化遥感解译标志及影像特征

[目的]土地盐渍化、沙漠化问题是人类面临的重大环境问题之一,研究土地盐渍化与沙漠化遥感解译标志,为防治盐渍化、沙漠化问题提供理论指导.[方法]以TM影像数据为信息源,提取遥感影像特征信息,建立土地盐溃化与沙漠化遥感解译标志.[结果]根据土地盐渍化与沙漠化遥感解译标志以及区域地形地貌、人为活动,将哈密盆地土地盐渍化与沙漠化分别分为轻度盐渍化、中度盐渍化、重度盐渍化以及轻度沙漠化、中度沙漠化、重度沙漠化等类型,并分析其综合变化情况.[结论]通过建立遥感解译标志,初步分析了哈密盆地盐渍化、沙漠化变化情况,对保护当地生态环境具有一定的指导意义.     

GNSS-R陆面遥感为重要补充的土壤水分监测体系设计

介绍了GNSS-R陆面遥感的原理和发展现状,在重庆市土壤水分监测现状分析基础上,设计了一种面向用户需求的土壤水分综合监测体系.在方案设计中,对人工测墒、地面气象站、自动土壤水分监测、卫星遥感干旱监测、 GNSS-R陆面遥感等5种监测手段进行了时间分辨率、空间分辨率、观测代表性的对比分析,说明将GNSS-R陆面遥感作为重要补充进行综合土壤水分监测体系设计是可行的、有益的.研究表明, GNSS-R路面遥感的应用可进一步提高重庆市土壤水分监测体系时空分辨率,填补自动土壤水分观测和卫星遥感在时间分辨率、空间分辨率之间的衔接空白,拓展GNSS连续跟踪站网新应用.与雷达估测降水、卫星重力、陆面资料同化结合,可为长江上游水资源动态监测提供支撑.     

定边县土地沙漠化动态遥感研究

以遥感信息判读为主要依据,拟定了土地沙漠化动态分类系统,在遥感影像上进行面积量算,获得了定边县从１９８０年到１９９３年土地沙漠化动态变化状况,说明定边县沙漠化程度得到了一定控制,对土地沙漠化的治理取得了明显效果。     

应用遥感技术对长春地区土壤侵蚀的调查研究

本文依据陆地卫星ＴＭ遥感图像提供的信息，通过航空航天遥感信息与地学资料相结合，影响像信息与高程信息相结合，综合分析与主导分析相结合，室内判读与外业调查相结合等方法，通过侵蚀要素解译和景观要素分析，进行了长春地区土壤侵蚀的调查研究，查明了本区水土流失现状，指出了潜在危险程度，为流域治理和开发提供科学依据。     

盐渍土溶液电导率与渗透势换算关系及其在盐度分级中的应用

提出并验证了使用方程Ψ_s=50×EC作为土壤溶液渗透势(Ψ_s)与电导率(EC)换算关系,统一通用方程的可行性。结果表明,50份土样Ψ_s的实测值与计算值间不存在显著差异(P0.05)。另外,使用该方程和其他已知经验方程换算后发现,中国以Ψ_s为指标的盐渍土盐度分级区间与国际上常用的以饱和浸提液电导率为指标的土壤盐度分级区间基本一致。     

基于RS和GIS的涪江流域上游地区土壤侵蚀定量估算

将RS和GIS与美国通用土壤流失方程(USLE)相结合,利用ArcGIS 9.3的栅格数据空间分析功能,进行涪江流域上游土壤侵蚀量的预测和估算.结果表明:该区域土壤侵蚀主要为微度侵蚀,且占总面积的85.65%,轻度侵蚀占总面积9.13%,中度侵蚀占总面积2.89%,强度侵蚀及以上地区的面积占总面积2.33%.涪江流域上...     

基于GIS技术的湖北省土壤侵蚀遥感研究

利用遥感技术与地理信息系统技术,以湖北省为例,从宏观上对土壤侵蚀的空间分布特征进行了研究,具体表现为通过数学建模,对不同土地利用类型和不同植被覆盖上的土壤侵蚀的空间分布及其大小进行了定量分析,为定性定量研究我国的土壤侵蚀提供了一种思路与方法.     

基于组合模型的玛纳斯河流域农田土壤盐分反演

盐渍化是影响土壤质量和作物生长的重要因素之一,利用遥感技术大面积获取土壤盐分信息具有重大意义。以新疆玛纳斯河流域农田为研究对象,将偏最小二乘回归模型(PLSR)和BP神经网络模型(BPNN)相结合,构建组合模型来反演土壤盐渍化状况。结果表明,与土壤盐分相关性较高且具有代表性的遥感指数为归-化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和土壤调整植被指数(SAVI),其相关性系数分别为-0.746、-0.663和-0.733。单项预测模型中偏最小二乘回归模型的预测精度最高,其决定系数(R²)为0.759,均方根误差(RMSE)为3.159。组合模型R²为0.797,RMSE为3.611,其验证精度较单项预测模型有所提高,较PLSR模型提高了0.038,较BPNN提高了0.094。组合模型可更准确地预测出玛纳斯河流域农田土壤盐分空间分布状况。玛纳斯河流域农田土壤盐渍化以轻度和中度盐渍化为主,所占比例达到35.34%和25.66%,与实测结果一致。组合模型较单项模型可以获得更准确的土壤盐分空间分布状况,为新疆玛纳斯河流域农田土壤盐渍化治理和土地资源...     

思南县国家级地面样方旱地土壤墒情监测

思南县国家级地面样方是全国100个农业遥感地面监测网点之一。于2006年9月21日至2007年8月23日对1号样方的旱地土壤墒情进行了19次观测。对观测数据进行了综合分析,找出了影响观测精度的主要因子及其作用大小,其中,以田间操作规范化程度对墒情测量数据影响较大。     

黄河三角洲滨海盐碱退化土地变化遥感监测研究

以黄河三角洲垦利县为研究区,采用1987年5月7日和1998年5月5日陆地卫星TM遥感影像以及2005年4月13日中巴资源卫星影像数据,对遥感影像进行图像预处理.根据各地类光谱特征,以决策树分类方法剔除非盐碱地类信息,构建土地退化指数模型,获取研究区土地退化等级分布信息并分析其空间变化.结果表明,1987～2005年,研究区重度退化土地比例由12.7%增加为20.5%;中度退化土地由39.5%降至18.2%;轻度退化土地等级由17.7%上升为40.2%;无退化土地则由30.1%下降为21.1%,总体呈现为重-轻-重的动态变化趋势.提出滨海盐碱土地信息遥感提取技术方法,为黄河三角洲土地资源的可持续利用和保护提供理论和决策依据.     

农作物遥感识别中的多源数据融合研究进展

农作物遥感识别是地理学和生态学研究的前沿和热点,多源数据在农作遥感识别中日益发挥重要作用。笔者从多源数据融合的角度,归纳了2000年后多源数据在农作物遥感识别中应用的总体概况,系统梳理并提炼了当前多源数据融合的主要融合技术和融合模式。围绕与多源数据融合和农作物遥感识别相关的关键词,在Google学术、ISI Web of Knowledge和中国知网中对2000-2014年间国内外发表的论文进行检索,并统计不同传感器的使用频率及结合方式。研究表明,以提高空间分辨率为目标的多源数据融合和以提高时间分辨率为目标的多源数据融合技术是当前的两种主要方式,可以在一定程度上实现时空尺度的扩展。前者的融合技术包括图像融合、正态模糊分布神经网络模型、成分替换、半经验数据模型融合及多分辨率小波分解等,可以提升遥感数据的空间分解力和清晰度,较好弱化混合像元产生的影响,但农作物光谱信息有一定程度的丢失或扭曲,农作物空间分布局部细节信息与纹理特征依然会缺失;后者的融合技术形式灵活多样,可分为同源数据联合扩展时序的时空优化技术和异源数据联合扩展时序的时空优化技术,其可以有效排除短时间段内农作物生育期交叉,但易受不同遥感数据源间光谱反射率或植被指数转换模型及光谱波段设置差异的影响。在融合模式方面,根据数据类型分为光学数据的融合、光学数据与微波数据的融合以及遥感与非遥感数据的融合,以实现卫星资源优势互补为宗旨,充分挖掘不同类型农作物在遥感数据上呈现的光谱、时间和空间特征差异信息。同样,农作物遥感识别研究中的多源遥感数据融合也存在诸多挑战,在未来一段时间内,完善不同传感器之间的合作、更深层次挖掘融合信息以及多尺度长时间序列的中高分辨率农作物空间分布数据集的需求是多源数据融合的农作物遥感识别研究的重点发展方向和亟待解决的问题。研究结果有助于更好地理解多源遥感数据融合的技术和模式,为摸清多源数据融合在农作物识别中总体进展提供支撑,同时也为其他多源数据融合研究提供借鉴。     

区域盐渍化土壤表层水盐变化特征及空间变异分析

表层土壤水盐的变化特征和空间变异性是研究改良土壤盐渍化的基础.将试验与统计学结合,分析宁夏银北试验区0～25 cm土层的水盐变化、空间变异性.结果表明,春夏季表层土壤水分含量、盐分含量总体随时间逐渐增大;水分变异系数处于中等变异,盐分变异系数处于弱变异区间内.通过统计计算,认为试验测定数目是达到精度要求的.利用Matlab软件拟合半方差函数求参,显示出土壤水分的空间自相关程度要明显高于土壤盐分.     

从植被高光谱遥感到土壤重金属污染诊断的研究进展

随着遥感技术的迅速发展,高光谱遥感由于其对微量元素的探测能力强,为诊断土壤重金属污染提供了可靠的基础数据。综述了国内外对高光谱监测植被/土壤重金属的研究现状,探讨了从植被高光谱到土壤重金属诊断的局限性,并对其进行了展望。     

林地土壤水分运动的数学模型

应用森林水文学、土壤物理学和土壤水动力学的基本原理建立了林地土壤水分运动的数学模型,以模拟林地土壤剖面水分变化、林地土壤的入渗、径流和水分再分布过程。模型是在IBM386上建成的。土壤水分特征参数的测定采用了双环入渗器配以多层张力计的野外实地土壤水分再分布法。     

基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型研究

利用便携式傅里叶变换红外光谱辐射仪(102F),通过室内条件下对不同含水量的土壤样本进行发射率光谱测量,阐释土壤水分含量的热红外辐射特征,通过对获取的发射率光谱数据进行微分、差分以及标准比值化变换,建立基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型。结果表明,在8.0～9.5μm波段随土壤含水量的增加,土壤热红外发射率不同程度地增加,而且发射率光谱曲线在8.0～9.5μm波段变得平直,reststrahlen吸收特征相对减弱;在11.0～14.0μm波段随土壤含水量的增加,土壤热红外发射率不同程度地减小,而且在12.7μm附近存在一个吸收谷,其吸收的深度大致随土壤水分的增加而增加。通过对发射率光谱数据的微分、差分以及标准化比值处理变换,运用统计单相关分析方法确定了诊断土壤水分含量的敏感波段为8.237μm,对敏感范围8.194～8.279μm输出均值进行标准化比值处理作为自变量,提出水分诊断指数的概念,建立了土壤水分含量和水分诊断指数的对数统计模型。