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表层土壤水分预测下层土壤水分的模型研究

许小燕  
【摘要】: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经有了很大的发展,但目前由遥感数据反演土壤水分一般以20 cm 左右深度土壤水分与遥感资料相关较好,本文进行了由表层土壤水分预测下层土壤水分的模型研究,并且开发了一个计算深层土壤水分的VB 小程序。本文采用试验实测数据,用SAS 软件进行模型拟合,得出土壤蓄水量模型和土壤体积含水量模型,然后进行精度分析,得出如下结论:  (1)土壤蓄水量表征土壤水分的模型精度较高。当上层土壤水分变化较缓,下层土壤水分变化较大,土壤蓄水量呈非线性分布时,对于小麦地和玉米地,土壤水分模型精度分别达到84%和81%以上。当长时间未降雨或灌溉情况下,以及在土壤水分上下层均接近饱和情况下,土壤水分上下层变化较小,土壤蓄水量呈线性分布时,对于小麦地和玉米地,土壤水分模型精度分别达到91%和91.5%以上。当上层土壤水分变化较大,下层土壤水分变化较缓,土壤蓄水量呈非线性分布时,对于小麦地和玉米地,土壤水分模型精度分别达到90%和88%以上。总体看来,土壤蓄水量模型精度最低81%,最高可达95%。  (2)土壤体积含水量表征土壤水分的模型精度相对要低。当上层土壤水分变化较缓,下层土壤水分变化较大,土壤水分呈非线性分布时,对于小麦地和玉米地,土壤水分模型精度较低,分别仅达到60%和63%以上。当长时间未降雨或灌溉情况下,以及在土壤水分上下层均接近饱和情况下,土壤水分上下层变化较小,土壤水分呈线性分布时,对于小麦地和玉米地,土壤水分模型精度均达到90%以上。当上层土壤水分变化较大,下层土壤水分变化较缓,土壤水分呈非线性分布时,对于小麦地和玉米地,土壤水分模型精度稍低,分别达到76%和83%以上。总体看来,土壤体积含水量模型精度最低60%,最高可达94.9%。 (3)事实上,在西北地区,长时间没有降雨或灌溉,土壤水分上下层变化较小,土壤水分呈线性分布的情况占大多数,这种情况下的土壤水分模型精度相对要高,特别是土壤蓄水量模型。土壤蓄水量模型精度最低91%,最高可达95%;土壤体积含水量模型精度最低90%,最高可达94.9%。 (4)实际应用时,本文推荐使用土壤蓄水量模型,虽然土壤蓄水量模型得出结果后还需要再推算各土层水分,不像土壤体积含水量模型得出的直接是各土层水分,但是前者精度要比后者高得多,更能反映实际土壤水分分布状况。


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