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黄河三角洲植被—土壤水分—地下水位遥感监测研究

郭娇  
【摘要】:大范围实时土壤水分监测是世界公认的难题,随着遥感技术的发展,使大面积土壤水分实时或准实时动态监测成为可能。黄河三角洲地区对我国经济、农业等方面有着至关重要的意义,因此,在该区域进行遥感土壤水分监测可大大提高土壤水分监测的经济性和时效性,这将对于当地政府了解旱情程度和分布提供更为及时、有效的方法,从而对采取积极有效的措施和科学指挥农业生产具有重要意义。 研究区内植被群落组成单一,本文在研究过程中,同时把植被光谱特征、TM5卫星各个波段用途和最佳指数OIF(Optimum Index Factor)相结合进行考虑来选取植被信息提取中的最佳波段,用归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)评价植被盖度,然后充分利用这些因素,遥感解译植被群落分布从而了解土壤含水量和地下水位区域分布。 热惯量与土壤含水量的关系非常密切,对于土壤含水量的每一细微变化,热惯量都有响应。因此,本文利用Landsat-5卫星的TM数据探索土壤含水量的遥感信息模型。由于研究区植被覆盖率较高,TM图像的反射率由植被和土壤两部分反射率组成,对于植被影响反射率的大小,提出了“光学植被盖度”概念来衡量,并用遥感方法进行估测。用分解像元法排除植被干扰来提取土壤水分光谱信息,采用土壤水分光谱法并借助回归分析建立土壤水分遥感的TM数据模型。 本文综合考虑植被、土壤理化性质及水文资料,使用全波段Landsat-5 TM图像,用遥感—数学—模型学融合的研究方法,在实地考察地下水位、土壤水分和其他辅助资料的基础上,建立土壤水分和地下水位的实验方程,提出了评价地下水位分布的遥感模型——GLDRS(Model of Groundwater Level Distribution Using Remote Sensing)模型。利用GLDRS模型对研究区进行了实地验证,结果表明,研究结果符合实际,认为在地下水埋深深度不大于3m的自然带,利用GLDRS多波段模型监测并评价地下水位分布是可行的。 最后,根据土壤水分遥感监测中存在的几个问题,提出了未来土壤水分遥感监测的发展方向。


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