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基于MODIS的沙漠化地区地下水位遥感监测模型研究

李薇  
【摘要】: 地下水位的时空分布信息十分重要,常常作为水文模型、气候模型、生态模型的输入参数。随着遥感技术的发展,利用其来监测广大区域的地下水位及其变化,使大面积土壤水分实时或准实时动态监测成为可能,从而提供整个区域范围内的地下水位时空分布信息。 毛乌素沙漠是我国沙漠化研究的热点地区之一,快速准确地对沙漠化土地的地下水位进行定量遥感监测可以为荒漠化监测、生态恢复和重建等方面的研究提供基础数据。 本文以毛乌素沙地为研究区,以2008年MODIS遥感影像数据为数据源,以研究本地区地下水分布为目的,主要进行了以下研究内容: (1)对研究区进行布点采样,研究土壤水分和地下水位及地下水分布; (2)根据MODIS数据的各波段特性结合本地环境因素建立土壤水分与b7波段线性回归模型,并与实测土壤水分进行相关分析。 (3)采用遥感-数学-模型学融合的研究方法,提出了在沙漠化地区特定的自然环境有效监测地下水资源的遥感模型。通过土壤水分与地下水位的实验方程,建立了地下水位遥感反演模型,以实地测量的数据对模型进行调整,制作了地下水位分布图。结果表明: (1) MODIS影像数据第7波段的反射率来监测土壤湿度,通过在毛乌素沙地准同步实地验证,相关分析表明MODIS第7波段的反射率与地面湿度之间有较好的负线性相关关系,可以反映出土壤含水量的变化,用于沙漠化地区大面积、多时相土壤含水量变化的监测是可行的。 (2)地下水位遥感反演公式为H=6.558-0.038Wd2,相关系数为0.787464。根据反演模型对毛乌素沙地的地下水位进行反演,获得研究区域的地下水位分布图,该图直观的反映了研究区地下水位的分布状况,且反演结果与实测情况基本相符。结果表明利用MODIS数据模型监测并反演地下水位分布是可行的。从模型监测的地下水位分布情况看,研究结果基本符合实际。


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