低矮植被覆盖下垫面地表土壤水分反演研究.doc

低矮植被覆盖下垫面地表土壤水分反演研究土壤水分在水圈、生物圈、大气圈中是重要的状态参数,并且是地表水热交换的直接因素,影响人们的生产、生活等活动,因而受到农业、气象、水文和运输等多个学科和行业的关注。对于土壤水分的监测技术手段主要有两种方法:基于野外点测量的传统测量方法和遥感技术监测方法。由于遥感技术监测方法具有监测区域广、周期短、效率高、数据源广、数据量大、监测成本低等优点,在长期、动态的监测中优势更为突出。其中主动微波遥感土壤水分监测是目前的研究热点。由于地表的植被覆盖对微波后向散射系数有吸收散射等作用,是影响土壤水分反演精度的一个重要因素,所以研究如何反演植被覆盖下垫面的土壤水分是目前土壤水分反演领域的一个热门的研究方向。论文依托“军事测绘专业处理与服务系统——地理空间信息融合处理分系统”项目,选取甘肃省黑河流域临泽草地为研究区,对研究区内低矮植被覆盖下垫面的土壤水分反演本进行研究。研究区位于西北干旱、半干旱地区,植被覆盖以灌木、芦苇、农田和草地等低矮植被为主。基于去除植被覆盖对地表土壤水分反演影响的考虑,论文结合Landsat-5光学遥感数据光谱分辨率高、地物信息丰富等特点,以及ENVISATASAR主动微波高空间分辨率、穿透性等特征来反演地表土壤水分。通过对已有的裸土土壤水分反演和植被覆盖地表土壤水分的反演模型分析,结合研究区的实地情况选择了水云模型和AIEM模型来共同反演植被下垫面土壤水分,应用水云模型消去植被对雷达后向散射系数(VV极化)的影响,再利用AIEM模型生成LUT查找表法反演土壤水分。本文中利用NDVI和NDWI改进了水云模型中植被后向散射系数、双层衰减因子的估算方法,形成一组水云模型;基于逐像元反演土壤水分的考虑,提出了一种指数策略类型匹配法IMMM(Indexmanagementmatchingmethod)反演土壤水分,利用构建水云模型的NDVI和NDWI植被指数策略组合得到策略匹配指数,通过策略匹配指数选择消除植被影响最优函数,从而更好得消除植被覆盖对后向散射系数的影响,提高土壤水分反演的精度。