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《新疆大学》 2013年
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干旱区盐渍地极化雷达土壤水分反演研究

韩桂红  
【摘要】:地表土壤水分的时空分布信息在水文学、气候学、植物生态学等学科中有十分重要的地位,常常作为水文模型、气候模型、生态模型的重要输入参数,同时,也在预报旱情、估算农作物产量等方面起到重要作用。因此,监测地表土壤水分时空分布信息成为一个迫切需要解决的问题。传统测量方法、光学遥感和被动微波遥感获取土壤水分都表现出一定的不足。研究表明,主动微波遥感能够弥补光学遥感、被动微波遥感在土壤水分监测应用中的不足,为土壤水分监测提供新的方法和手段。 在微波波段,土壤电磁波的地表散射特性直接与地表粗糙度、介电常数、水分含量相关。而介电常数的大小与水分含量有很大的关系,因此,地表的微波散射特性的主要影响因素就是地表粗糙度和土壤水分。获取这两个重要参数对于地表散射特性的研究至关重要。 目前星载SAR系统多极化、多角度方向的快速发展,使采用不同极化方式及不同入射角条件下的后向散射系数组合研究雷达后向散射系数与地表参数之间的关系成为可能。本研究在比较三种典型的地表微波散射模型(Oh模型、Dubois模型、AIEM模型)的基础上,用理论模型AIEM模型对地表的微波散射特征进行了模拟和分析,提出了用多极化SAR后向散射系数数据来反演地表粗糙度和土壤水分的经验模型。本研究的主要研究成果包括以下几方面: (1)比较Dubois模型、Oh模型和AIEM模型,结果表明,Dubois模型对入射角变化、介电常数的响应与实际情况有所不同。因此不推荐选择Dubois模型对雷达数据进行土壤水分反演。Oh模型能够模拟交叉极化的后向散射特征,对同极化的后向散射数据模拟值误差较大,因此,也不推荐使用。而AIEM模型模拟不论是模拟同极化微波后向散射特征,还是模拟交叉极化微波后向散射特征,都能够比较好地刻画地表微波散射特征,因此在进行模拟时选择AIEM模型。 (2)根据雷达图像原理,应用NEST DAT4A-1.5软件对研究区的RADARSAT-2数据进行定标,并对不同地物和不同程度盐渍地的HH、VV、VH、VH/VV的后向散射系数特征进行统计和对比,并结合这些特征,从雷达图像成像原理及物理机制的角度出发,初步探讨了不同地物类型的极化特征与成因。 (3)利用AIEM模型模拟盐渍地地表C波段雷达信号的后向散射特征,分析了均方根高度、相关长度、土壤含水量等地表参数以及入射角、极化方式等系统参数对雷达微波后向散射特征的影响。揭示了雷达后向散射系数随这些参数的变化而变化的规律,对雷达反演地表土壤水分的理想系统参数设置进行了探讨。 (4)详细分析了C波段同极化后向散射系数差、交叉极化后向散射系数差同土壤含水量、组合粗糙度参数之间的关系,考虑了雷达入射角的效应,并在此基础上建立了经验的盐渍地地表散射模型,最后针对RADARSAT-2观测数据组合方式的不同,提出了具体的土壤水分、地表粗糙度反演方案。 (5)将建立的反演算法应用到新疆渭库三角洲绿洲外围盐渍化土壤试验区,应用HH/VV、HH/HV、VV/VH三种极化组合方式的RADARSAT-2数据,得到了新疆渭库绿洲盐渍地地表粗糙度空间分布图和土壤水分空间分布图,将反演数据与实测数据进行对比,并比较三种组合极化方式下的精度,其中VV-VH极化方式取得了较高的精度,土壤水分实测值与反演值的相关性达到0.9148。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S152.7

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄芳;徐红松;齐青青;;土壤水分测试技术研究进展[J];安徽农学通报;2007年11期
2 鹿琳琳;郭华东;韩春明;;微波遥感农业应用研究进展[J];安徽农业科学;2008年04期
3 韩念龙;陈圣波;汪自军;包书新;宋金红;;被动微波反演裸露区土壤水分综述[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年S1期
4 汤明;裸地散射特性分析[J];电波科学学报;1994年04期
5 王军战;张友静;鲍艳松;陈晨;杨立君;王冬梅;;基于ASAR双极化雷达数据的半经验模型反演土壤湿度[J];地理与地理信息科学;2009年02期
6 刘志明,张柏,晏明,李铁强;土壤水分与干旱遥感研究的进展与趋势[J];地球科学进展;2003年04期
7 徐丹;;基于Envisat数据的地物后向散射特征研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2008年04期
8 田长彦,周宏飞,刘国庆;21世纪新疆土壤盐渍化调控与农业持续发展研究建议[J];干旱区地理;2000年02期
9 满苏尔,阿布拉江,艾尼瓦尔;新疆库车县耕地人口承载能力研究[J];干旱区资源与环境;2002年03期
10 毛克彪;王建明;张孟阳;唐华俊;周清波;;基于AIEM和实地观测数据对GNSS-R反演土壤水分的研究[J];高技术通讯;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 胡庆荣;含水含盐土壤介电特性实验研究及对雷达图像的响应分析[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
2 刘伟;植被覆盖地表极化雷达土壤水分反演与应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
3 钟若飞;神舟四号飞船微波辐射计数据处理与地表参数反演研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 熊文成;含水含盐土壤介电特性及反演研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
2 刘增灿;微波散射测量及土壤水分反演研究[D];电子科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王陆林;刘贵如;蒋朝根;;基于WLAN的嵌入式视频监控系统的研究与设计[J];安防科技;2008年05期
2 张莉娜;;土壤表层有机质空间分析的遥感技术应用综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
3 盛晓燕;;榆林风沙草滩区5种沙生植物营养成分分析对比[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年03期
4 彭海琴;李娟;马晋;何国富;;遥感与GIS技术在环境科学中的应用研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年05期
5 徐效军;张鹰;;土壤含水率与光谱反射率的灰色关联分析[J];安徽农业科学;2006年07期
6 房军;方小宇;吕东玉;古今用;;丘陵半干旱区作物需水规律的研究进展[J];安徽农业科学;2006年19期
7 黄泽林;覃志豪;;利用MODIS数据监测大面积土壤水分与农作物旱情研究[J];安徽农业科学;2008年11期
8 孙玉焕;杨志海;;水稻氮素营养诊断方法研究进展[J];安徽农业科学;2008年19期
9 杨宝龙;夏斌;冯里涛;冯徽徽;;QUICKBIRD影像在城市绿地提取中的应用——以石家庄市为例[J];安徽农业科学;2009年03期
10 朱守辉;;新疆吐鲁番市土地利用变化分析[J];安徽农业科学;2009年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘振祥;段嵘峰;曹千红;杨大志;;高分辨率卫星影像GPS像控点数据库建设研究[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
2 杨洁;王朝辉;;遥感监测中变化信息提取的方法探讨[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 简季;杨武年;马正龙;陈园园;;BP神经网络在土地分类中的应用研究——以汶川地区为例[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 凌飞龙;汪小钦;陈芸芝;;SAR图像滤波去噪效果评价研究——以福建省海岸带为例[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文选集[C];2003年
5 石晓春;刘锐;黄冠贤;杨志刚;;高分辨率SAR影像正射纠正[A];广东省测绘学会第九次会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2010年
6 赵汉青;;基于SPOT-4/VEGETATION数据的中国植被覆盖动态变化研究[A];吉林省测绘学会2008年学术年会论文集(上)[C];2008年
7 梁子长;王彪;岳慧;;金星酸雾云环境的电磁与激光特性研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(下篇)[C];2011年
8 潘振祥;王文卿;段嵘峰;曹千红;;高分辨率卫星影像校正控制点图形图像数据库建设技术思路[A];2006年中国土地学会学术年会论文集[C];2006年
9 何宇华;;遥感技术促进土地信息管理科学化的思考[A];2006年中国土地学会学术年会论文集[C];2006年
10 郑影卓;关桂霞;;偏振遥感中偏振度随太阳高度角的变化规律研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 马丽珍;自由空间量子通信中偏振光子传输和操控的理论与模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
3 陈祯;基于近红外光谱分析的土壤水分信息的提取与处理[D];华中科技大学;2010年
4 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
5 徐国端;青海祁漫塔格多金属成矿带典型矿床地质地球化学研究[D];昆明理工大学;2010年
6 杨娜;基于云参数干旱遥感监测模型与集合卡尔曼滤波的土壤湿度同化研究[D];武汉大学;2010年
7 黄远程;高光谱影像混合像元分解的若干关键技术研究[D];武汉大学;2010年
8 姜伟;温室土壤次生盐渍化及其主要盐分对辣椒幼苗胁迫的研究[D];内蒙古农业大学;2010年
9 李元恒;基于系统实现的土地划区分级督察及预警研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 王文华;吉林省西部地区盐渍土水分迁移及冻胀特性研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 冯彦平;矿山开采影响下的环境遥感监测与评价[D];山东科技大学;2010年
3 王梁文敬;典型地物的极化后向散射特性分析及其在分类中的应用[D];山东科技大学;2010年
4 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
5 李莹;基于遥感的黄河三角洲土地利用覆被变化研究[D];山东科技大学;2010年
6 武文红;基于BP神经网络的半湿润平原井灌区土壤墒情预报研究[D];山东农业大学;2010年
7 胡春梅;基于数据源优化的高光谱图像异常检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 罗卿莉;测绘困难区域星载干涉SAR基线估计与地理编码技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 魏钜杰;复杂地形区域合成孔径雷达正射影像制作方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 吴云;基于RS和GIS的植被覆盖度估算及动态变化分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡伟;单娜娜;钟新才;;耐盐牧草生物修复盐渍化耕地效果研究[J];安徽农学通报;2008年07期
2 吴锦奎,丁永建,沈永平,牛丽,王根绪;黑河中游地区湿草地蒸散量试验研究[J];冰川冻土;2005年04期
3 曾琪明,马洪兵,张涛;水稻微波后向散射模型研究与计算[J];北京大学学报(自然科学版);2000年01期
4 燕英,周荫清;基于分割途径的SAR单视图像斑点噪声抑制方法[J];北京航空航天大学学报;2003年02期
5 李凤全,林年丰;神经网络和地理信息系统耦合方法在地下水水质评价中的应用[J];长春科技大学学报;2001年01期
6 余世鹏;杨劲松;刘广明;李冬顺;;三峡调蓄过渡期长江河口地区不同水文年土壤水盐变化特征[J];长江流域资源与环境;2008年03期
7 王贵彦,史秀捧,张建恒,梁卫理;TDR法、中子法、重量法测定土壤含水量的比较研究[J];河北农业大学学报;2000年03期
8 迟天阳;杨方;果莉;;节水灌溉中土壤湿度传感器的应用[J];东北农业大学学报;2006年01期
9 盛连喜,马逊风,王志平;松嫩平原盐碱化土地的修复与调控研究[J];东北师大学报(自然科学版);2002年01期
10 李取生,裘善文,邓伟;松嫩平原土地次生盐碱化研究[J];地理科学;1998年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张殿发;GIS支持下的吉林西部平原土地盐碱化研究[D];长春科技大学;2000年
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1 高帅;牛铮;;热带人工林SAR散射组成及对遥感估测叶面积指数的影响[J];地球科学进展;2008年09期
2 余凡;赵英时;;ASAR和TM数据协同反演植被覆盖地表土壤水分的新方法[J];中国科学:地球科学;2011年04期
3 温芳茹;水稻、小麦后向散射特性的实验研究[J];电波科学学报;1994年01期
4 齐震;水稻的微波散射模型[J];中国科学院研究生院学报;1999年02期
5 熊勤学;;四湖地区暴雨后涝渍害遥感空间分析[J];湖北农业科学;2011年10期
6 В.П.Новиков.;王洪春;;土壤缺水封燕套不同发育阶段的影响[J];植物生理学通讯;1955年02期
7 ;碭山县农場棉花改碱盋缃涷 [J];安徽农业科学;1963年02期
8 阚丽梅,崔清涛,刘清泉;穴耕对干旱天然草场土壤水分的影响[J];内蒙古林业科技;1994年03期
9 程林梅,阎继耀,张原根,张和;土壤水分对谷子产量与生理特性的影响[J];山西农业科学;1996年03期
10 郭晓红,吕艳东,郑桂萍,李金峰,钱永德,李宏宇,陈书强;土壤水分对稻米品质影响的研究进展[J];黑龙江八一农垦大学学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱保美;周清;;DZN1自动土壤水分观测仪的维护与维修[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
2 钟若飞;郭华东;王为民;;SZ-4飞船辐射模态和散射模态联合反演土壤水分研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
3 舒素芳;张育慧;王平;;DZN3型土壤水分自动站测墒质量分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
4 赵忠;李剑;袁志发;胡小宁;曹扬;王迪海;;黄土高原刺槐林地土壤水分垂直变化数学模型研究[A];全国水土保持与荒漠化防治及生态修复交流研讨会论文集[C];2009年
5 王宏周;孙广建;张玉平;雷铁栓;王哲武;吕丽萍;;不同土壤水分对旱地小麦产量的影响[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(下册)[C];2004年
6 宋庆君;唐军武;马超飞;;黄东海区水体后向散射系数与总散射系数的关系[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
7 陈怀亮;徐祥德;刘玉洁;厉王昇;邹春辉;翁永辉;;基于遥感和区域气候模式的土壤水分预报方法研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(上册)[C];2004年
8 李文龙;施维林;王刚;;沙坡头地区人工林植物的水分生态位适宜度与种间共存机制分析[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
9 王季槐;沈海亮;杜茜;雷茜;;甘草生产与土壤水分关系模型的初步研究[A];第二届中国甘草学术研讨会暨第二届新疆植物资源开发、利用与保护学术研讨会论文摘要集[C];2004年
10 胡玲;彭世彰;丁加丽;徐俊增;;灌区土壤水分空间变异及监测方法研究[A];中国农业工程学会农业水土工程专业委员会第三届学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 河北 王美娟;土壤有效水含量判断方法[N];中国花卉报;2005年
2 陈涛;桃树的四个灌水期[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2006年
3 河北省植保总站 刘光涛 宋立强;看黄瓜长相 查问题早防[N];河北农民报;2006年
4 记者 陈星 整理;玉米苗期管理四注意[N];新疆科技报(汉);2007年
5 王一;土壤水分快速测量技术获突破[N];科技日报;2003年
6 记者 王建忠;我国将布设1500套自动土壤水分观测仪[N];中国气象报;2009年
7 张芳 仲维健;江苏启动土壤水分自动观测网建设[N];中国气象报;2009年
8 班胜林;山西引进新型土壤水分观测仪[N];中国气象报;2010年
9 通讯员 薛龙琴 师丽魁 陈海波;河南土壤水分监测仪通过验收[N];中国气象报;2010年
10 辜良昌;首套自动土壤水分观测仪落户石渠[N];甘孜日报(汉文);2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩桂红;干旱区盐渍地极化雷达土壤水分反演研究[D];新疆大学;2013年
2 李森;基于IEM的多波段、多极化SAR土壤水分反演算法研究[D];中国农业科学院;2007年
3 蔡一霞;土壤水分对稻米品质形成的影响及其机理[D];扬州大学;2004年
4 王建明;基于ERS散射计数据的青藏高原土壤水分估算方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
5 赵培培;黄土高原小流域典型坝地土壤水分和泥沙空间分布特征[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2010年
6 佘冬立;黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2009年
7 宰松梅;水肥一体化灌溉模式下土壤水分养分运移规律研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 胡良军;黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境[D];西北农林科技大学;2002年
9 赵燕东;土壤水分快速测量方法及其应用技术研究[D];中国农业大学;2002年
10 雷宏军;黄淮海平原集约种植条件下土壤有机碳动态建模及应用[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阿尔达克;基于双谱散射模型的裸露地表土壤水分反演研究[D];新疆大学;2011年
2 高婷婷;基于IEM的裸露随机地表土壤水分反演研究[D];新疆大学;2010年
3 郭曼;基于SAR数据的稀疏植被覆盖条件下的地表土壤水分反演研究[D];新疆大学;2012年
4 薛艳凤;两优培九的结实特性及其与温度、土壤水分的关系研究[D];扬州大学;2001年
5 张云柏;ASAR影像应用于水稻识别和面积测算研究——以江苏宝应县为例[D];南京农业大学;2004年
6 孙中峰;晋西黄土区坡面林地土壤水分承载力研究[D];北京林业大学;2004年
7 张志勇;基于驻波率原理的土壤水分测量方法的研究[D];山西农业大学;2005年
8 高运青;冀西北高原林地水分动态与水资源适度利用研究[D];河北农业大学;2006年
9 李金香;裸露随机地表土壤水分遥感反演及其空间特征分析[D];新疆大学;2011年
10 王艳君;由潮滩土壤含水量反演露滩地形的遥感方法初探[D];南京师范大学;2003年
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