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《内蒙古师范大学》 2010年
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用MODIS-TVDI方法及AMSR-E数据分析蒙古高原土壤湿度

郭利彪  
【摘要】: 土地资源作为一个国家资源环境与可持续发展的战略性生态资源,是国家综合国力的关键组成部分,其不仅是国民经济的基础,同时作为国家安全的核心要素,是国家生态安全的不可或缺部分。土壤湿度是监测土地资源安全状况的关键指标,同样是气候环境、生态状况、农业生产等领域的重要参数,在地表与大气层面的水分和能量交换循环中起重要的作用。遥感技术手段能够实时高效地获取宏观研究区域的地表特征参数,使用遥感技术监测土壤水分具有重大现实与长远意义。 本研究旨在通过使用红光、近红外及热红外波段的遥感技术手段,探索构建一适合于蒙古高原区土壤湿度信息定量监测的可行技术体系并结合微波土壤湿度数据进行异源数据同化特征的初步分析,进而探讨实现遥感、地理信息系统业务的综合应用。在系统整理了国内外针对遥感定量反演土壤湿度的各种研究资料与方法的基础上,详细对比分析各种定量模型的优势特征,优选出可满足地表植被覆盖度多变、土壤表层含水量变化区间大、模型关键参数可由影像数据直接获得等基本条件,适合于在蒙古高原区大覆盖范围内及满足高时间分辨率要求下的温度植被干旱指数(TVDI)模型,进行本研究。采用由内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室MODIS地面接收站获得的MODIS 1B数据,在实验室完善的软硬件条件支持下使用现有较为成熟的地表温度(LST)、归一化植被指数(NDVI)理论,全自主完成研究区2007年6月至9月每月三旬共计12旬时间序列的模型输入参数的计算。以计算获得的定量参数作为输入分别进行蒙古高原区及其内蒙古自治区、蒙古国构成子区的温度植被干旱指数(TVDI)即相对土壤湿度的定量反演,对反演成果进行分析并使用与卫星同步的气象站实测数据进行验证,证实TVDI值能够客观反映地表土壤水分状况。进而使用TVDI数据与实测值进行回归分析探索建立遥感定量反演成果与实际土壤湿度监测的应用模式并简要对微波(AMSR-E)数据进行同化特征的分析。 最后针对本研究的特定定量参数计算过程提出一定实际可行的改进与优化的方法与过程,以便在后续研究与应用中完善丰富。
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