基于NDVI估算植被体散射的土壤水分反演研究

[目的]为通过植被指数方法进行土壤水分估算和旱情监测提供依据。[方法]以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,雷达数据和光学遥感数据相结合,对干旱区绿洲进行土壤和植被水分信息的提取。[结果]在同期光学遥感影像数据提取叶面积指数基础上,利用简化的“MIMIcs模型”从雷达数据总的后向散射中去除植被的影响,建立土壤后向散射系数与土壤含水量之间的关系。[结论]主被动遥感数据结合在干旱区土壤水分反演时去除植被影响有较好的效果。     

内蒙古河套灌区土壤墒情信息的多极化雷达响应分析

以内蒙古河套灌区磴口县为研究区,结合Radarsat-2四极化雷达遥感数据对土壤墒情进行响应分析。研究结果表明,同极化后向散射系数同土壤墒情的响应性高于交叉极化,以同极化均值和交叉极化均值作为参量建立回归模型进而对研究区反演分析,经实测数据检验,该方法能够在一定程度上满足土壤水分监测的需要,优于传统土壤水分分类方法。     

表层土壤水分反演深层土壤水分的研究进展

随着遥感技术的发展,由遥感资料得出大面积范围土壤水分已有了很大的发展,但目前由遥感数据反演土壤水分一般以2 0 cm左右深度土壤水分与遥感资料相关较好,故国内外学者进行了由表层土壤水分反演深层土壤水分的研究,主要有经验公式法、线性回归法等。但目前模型中部分未分类考虑降雨和灌溉的影响,在无降雨和灌溉条件下模型精度较好,但有降雨和灌溉时,模型精度将大大降低;部分对于降雨和灌溉以及不同地表状况有分类模拟,但每一土壤分层太大,不太实用。其中,文中的S=A(d-d0 ) S0 [1 B(d-d0 ) 2 ] Sc式,除了在降雨和灌溉时精度较低外,因其应用方便,精度较高而被采用较多。因而在其基础上,可以收集和处理降雨和灌溉时的数据,对这一时期的模型加以修改完善。     

土壤水分微波遥感反演算法及应用研究进展

土壤水分是农作物物候期生长和气候、环境变化的敏感因子,在陆表水气循环过程中发挥着重要作用。本文首先梳理了基于主动微波遥感、被动微波遥感、全球卫星导航系统反射测量(Global Navigation Satellite System Reflectometry, GNSS-R)技术的土壤水分反演算法：1)基于主动微波遥感的裸露地表经验模型、半经验模型、物理散射模型、植被覆盖的水云模型(water cloud model, WCM)和密歇根微波植被散射(Michigan microwave canopy scattering, MIMICS)模型;2)基于被动微波遥感的裸露地表粗糙度模型 Q/H、H_p、Q_p和植被覆盖的 τ-ω 模型;3)地基、星载GNSS-R土壤水分反演算法。其次,分析了近几十年来微波遥感反演土壤水分的研究进展,提出了进一步精确量化植被和地表粗糙度等土壤水分反演要素的时空变异性是提高反演精度的关键,尤其要考虑植被生长过程及由此导致的电磁波辐射传输机制的不确定性问题。最后,展望了土壤水分在农业生产、陆表水气循环中的应用前景,并指出...     

基于全极化SAR数据的玉米后向散射特征分析

以江苏省睢宁县为研究区域,选择2009年7月23日已覆盖该区域的Radarsat-2全极化影像数据,着重分析玉米全化方式后向散射特性,并将玉米生长参数与后向散射系数进行相关分析,建立统计模型,最后利用不同地物后向散射特征的差异,采用决策树分类算法提取玉米种植分布情况.结果显示,玉米叶面积指数和HH极化后向散射系数、HH/HV具有较好的相关性;经过验证,采用决策树分类算法提取玉米种植分布情况,制图总体精度达到84.1%.说明全极化雷达数据能提供更为丰富的地物后向散射信息,是农作物遥感监测的重要数据来源.     

TerraSAR-X土壤水分反演研究进展

土壤水分在农业、气象、水文和地质领域起着重要的作用,遥感反演土壤水分一直是国内外研究的热点.TerraSAR-X是德国新一代的高分辨率雷达卫星,也是世界上首颗分辨率达1 m的商业雷达卫星,其多角度、多极化方式、高分辨率以及对同一地区短周期重复成像的特性,在监测小尺度土壤水分变化上表现出了良好的发展前景.针对TerraSAR-X,总结了雷达后向散射系数对地表参数的敏感性,并从地表粗糙度和植被影响去除两方面介绍了基于TerraSAR-X平台的土壤水分研究现状,指出了存在的问题及其今后发展方向.     

基于多极化机载合成孔径雷达(SAR)数据的水稻识别

基于多极化(HH/HV/VH/VV)机载合成孔径雷达(SAR)数据,分析水稻和典型地物在不同极化方式上的响应特征及其差异,并根据水稻的极化响应特征进行识别.结果表明:水稻在不同极化方式上的响应差异比较大,而且水稻在水平极化(HH)和垂直极化(VV)上的差异明显高于其他地物;基于这一特点,利用水平极化和垂直极化的比值〈HH〉/〈VV〉提取水稻信息,取得了较好的效果,水稻识别精度可以达到90%以上;对增强水稻信息的图像进行自动分类,分类结果表明不同生长期的水稻能够得到一定程度的区分.     

积雪参数遥感反演研究进展

积雪是地表重要自然要素,积雪参数反演研究对相关领域研究及应用具有重要意义。以当前研究成果为基础,对比分析相关积雪遥感资料优缺点,探讨利用遥感资料进行积雪反演合理性及不足。介绍当前进行积雪遥感反演遥感平台系列。探讨光学传感器及微波遥感仪器各自优缺点,强调结合光学、微波遥感仪器影像数据进行积雪反演研究重要性;重点介绍中分辨率成像光谱仪、改进型甚高分辨率辐射仪等光学传感器在积雪面积计算、雪盖制图等方面研究进展,先进微波扫描辐射仪、特定微波传感器/成像仪、多通道微波扫描辐射计等被动微波传感器在雪深计算、雪水当量估算等领域发展现状;强调主动微波遥感传感器在未来积雪遥感研究中重要性。总结并探讨当前积雪遥感研究中的问题及不足。     

寒旱灌区含盐土壤水分雷达反演技术研究

快速获取大范围地表土壤水分空间分布是一个迫切需要解决的科学问题,而主动微波遥感能够弥补传统光学遥感与被动微波遥感监测土壤水分的不足。以河套灌区沙壕渠试验站土壤水分雷达监测为案例,利用BP神经网络技术,建立雷达后向散射系数反演土壤水分的人工智能模型,经实测数据检验能够满足工程需要,可促进微波遥感在土壤水分监测中的应用与开拓。     

我国农业机械终端市场多极化需求研究

我国是一个农业生产大国,农业机械的研究与应用在我国有着重要的地位和作用。根据我国当前的农业机械化应用水平和当前的农业机械需求,我国的农业机械发展与应用将出现多极化发展趋势。这种趋势是我国不同于世界其他任何国家的特点,给我国农业机械的研发与生产应用带来了重大挑战和无限商机,而且农业机械多极化发展是应对当前农业机械市场乏力的重要发展思路。     

利用微波辐射计对土壤湿度动态的反演研究

在实验室条件下,利用L频段微波辐射计测量了土壤湿度动态特性。结果表明:在注水1,2 h,土壤湿度随土壤深度呈3次多项式关系变化,可以根据浅层土壤信息反演深层土壤湿度。但随着注水时间的增加,土层深度与土壤湿度间的规律性不明显。因此,需要在更加精确设计室内试验的同时,进行大量的野外观测以完善这一理论。     

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。     

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。     

Integrating Remote Sensing and Proximal Sensors for the Detection of Soil Moisture and Salinity Variability in Coastal Areas

Soil moisture and salinity are two crucial coastal saline soil variables, which influence the soil quality and agricultural productivity in the reclaimed coastal region. Accurately characterizing the spatial variability of these soil parameters is critical for the rational development and utilization of tideland resources. In the present study, the spatial variability of soil moisture and salinity in the reclaimed area of Hangzhou gulf, Shangyu City, Zhejiang Province, China, was detected using the data acquired from radar image and the proximal sensor EM38. Soil moisture closely correlates radar scattering coefficient, and a simplified inversion model was built based on a backscattering coefficient extracted from multi-polarization data of ALOS/PALSAR and in situ soil moisture measured by a time domain reflectometer to detect soil moisture variations. The result indicated a higher accuracy of soil moisture inversion by the HH polarization mode than those by the HV mode. Soil salinity is reflected by soil apparent electrical conductivity (ECa). Further, ECa can be rapidly detected by EM38 equipment in situ linked with GPS for characterizing the spatial variability of soil salinity. Based on the strong spatial variability and interactions of soil moisture and salinity, a cokriging interpolation method with auxiliary variable of backscattering coefficient was adopted to map the spatial variability of ECa. When compared with a map of ECa interpolated by the ordinary kriging method, detail was revealed and the accuracy was increased by 15.3%. The results conclude that the integrating active remote sensing and proximal sensors EM38 are effective and acceptable approaches for rapidly and accurately detecting soil moisture and salinity variability in coastal areas, especially in the subtropical coastal zones of China with frequent heavy cloud cover.     

谐波分析理论在梯田土壤水分研究中的应用

采用谐波分析与定位观测的方法研究了梯田土壤水分及梯田土壤物理性质．结果表明：梯田土壤含水量平均比坡耕地高出１５．７％;梯田土壤水分变化缓和,极值出现较晚,因而,梯田增墒保水、抗旱能力强．就梯田的切土部位和填土部位来说,切土部位的含水量平均高出填土部位的２５．８％,梯田的切土部位土壤水分变化缓和,极值出现较晚,能聚集并保持更多的水分．     

保护性耕作下玉米田土壤水温效应研究

试验研究了8种不同保护性耕作与传统耕作土壤的含水量和温度影响,结果表明：保护性耕作土壤平均含水量（0—80cm）比传统耕作增加。在前期,传统耕作＋地膜覆盖和免耕＋地膜覆盖处理土壤平均含水量最高,后期逐渐下降。在玉米苗期、穗期、花粒期,传统耕作＋秸秆覆盖、起垄＋地膜覆盖、起垄＋秸秆覆盖、免耕和免耕＋秸秆覆盖处理平均含水量均比传统耕作提高。地温（5—25cm）的变化在苗期表现明显,传统耕作＋地膜覆盖、免耕＋地膜覆盖和起垄＋地膜覆盖处理均提高地温,分别提高2．6-C、2．0℃和1℃,其他保护性耕作地温均低于传统耕作,免耕＋秸秆覆盖温度最低,比传统耕作低2．1℃;穗期以后,各处理地温逐渐降低并趋于一致。虽然苗期免耕和秸秆覆盖等保护性耕作降低地温和免耕地表板结不利于出苗。但从整个生育期看,保护性耕作充分利用天然降水资源,使土壤含水量增加。     

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。     

The Monitoring Analysis for the Drought in China by Using an Improved MPI Method

MPI (microwave polarization index) method can use different frequencies at vertical polarization to retrieve soil moisture from TMI (tropical microwave imager) data,which is mainly suitable for bare so...