论文部分内容阅读
土壤水分含量,即土壤湿度的监测在农业生产、林业规划、旱情监测、水资源管理等领域有着重要作用,随着遥感技术的日趋完善,土壤湿度遥感研究相关理论比较成熟,已被广泛应用于土壤湿度监测研究。本论文利用MODIS影像,结合实测土壤湿度资料数据对吉林中部进行土壤湿度遥感反演研究,取得的主要成果如下:1.根据分裂窗算法,利用MODIS_L1B数据的31、32热红外波段计算研究区2005年4月,即低植被覆盖时期地表温度,并求取表观热惯量,结合实测土壤湿度数据,通过线性回归建立表观热惯量与土壤湿度线性关系模型,结果表明两者具有较好的相关性,相关系数R2为0.692。利用MOD11A2(地表温度产品数据)、MOD13A2(归一化植被指数产品数据)建立研究区2004~2006每年7月中旬,即高植被覆盖时期地表温度-植被指数特征空间,线性拟合得到干边和湿边方程以求取研究区TVDI值,结合实测土壤湿度数据,线性回归得到TVDI与土壤湿度的相关系数R2在0.577~0.630之间。2.根据研究区部分地点的土壤质地资料,结合表观热惯量计算获得的土壤湿度分布图像,分析低植被覆盖期土壤湿度与土壤质地的关系,结果表明,粘土分布的地区,图像上的湿度值在90%~99%之间,粘壤土、壤土分布的地区,图像上湿度计算值在80%~89%之间,砂壤土分布的地区,图像上的湿度计算值在70%~79%之间,这与各类土壤质地的保水能力是一致的,说明表观热惯量计算获得的土壤湿度比较符合实际土壤湿度状况。统计研究区不同高程区间内土壤湿度的分布,得出在77m~500m区间内,土壤比较湿润,且随着高程增加,湿润区域范围逐渐降低,在500m以上地区,土壤各级湿度分布都较少且相差不大,湿润范围略大。3.根据研究区土地利用类型图,结合TVDI分级(极湿润、湿润、正常、干旱、极干旱),统计每一类土地利用类型在TVDI每一级的分布百分比,并探讨了不同土地利用类型的土壤湿度分布特点,统计结果表明,在同一时间里,研究区水田TVDI主要集中在正常和湿润的范围,土壤湿度情况较好,旱田TVDI平均地分布在湿润、正常、干旱的范围内,林地TVDI集中在极湿润、湿润的范围内,土壤湿度情况最好,土壤保水能力最强,而草地处于极干旱、干旱的范围内,土壤湿度情况最差;研究区相同的土地利用类型在2004~2006每年7月中旬不同的时间里,耕地的土壤湿度呈现干旱区域降低、湿润区域增加的情况,林地的湿润区域逐年递增,而草地一直处于干旱的情况。对比各TVDI在不同高程的面积分布统计,2006年7月中旬,湿润区域在高程77~400m的范围内分布面积显著降低,同时正常区域有所增加,其他TVDI等级的情况比较稳定,在500m以上的区域,干旱范围略大。