TM影像反射率对干旱区土壤含水量的响应特征.pdf

第3I卷。第10R 光谱学与光谱分析 201 1年10月 and SpectroscopySpectralAnalysis TM影像反射率对干旱区土壤含水量的响应特征 李宝富1’2一，李卫红1’孙，曹志超1’2’3 1 1．中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐83001 2．荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆乌鲁木齐830011 3．中国科学院研究生院，北京100049 摘要以TM影像对塔里木河中游土壤含水量的响应特征为研究对象，选取影像光谱(R)、光谱倒数(1／ 尺)，光谱倒数之对数lg(1／R)和去除归一化植被指数(R。)四种光谱指标，分别建立土壤含水量的预测模型， 并利用方差检验验证模利的显著性，采用后验差法划分模型精度级别。结果表明：光谱倒数之对数lg(1／R) 预测土壤含水量的模型精度较高，且对o～30cin土壤含水最的预测精度最高，达到良好级别，适用于研究 区土壤含水量的监测；影像光谱(R)和光谱倒数(1／R)的模型精度次之，仅有个别层(0～30，o～50cln等)达 合格或免强合格水平；而去除归一化植被指数的模型精度较差。另外，各预测模型的最佳预测深度为o～30 cln，土层深度过大或过小，其预测精度均降低。 关键词TM影像反射率；干旱区；土壤含水量；塔里木河 中图分类号：S123；TH744．1文献标识码：A 外原状土的光谱信息，建立土壤含水鼍预测模璎，并分析最 引 言 佳预测深度，可为今后该区土壤参数的信息提取提供一定的 理论依据。 水资源是影响干旱区绿洲生存与发展的重要因索，因 此．开展土壤水分的监测，对促进绿洲的可持续发展具有重 1材料与方法 要的理论和实践意义。传统土壤水分测量方法(如称霞法、 TDR、中子仪探测法等)不但浪费人力、物力，且很难实现对1．1研究区概括 中等或较大尺度土壤水分的研究。所以，国内外许多学者将 321 塔里木河十流全长1 km，环绕塔克拉玛干沙漠。研 遥感这一速度快、分辨率高、监测范围广、成本低的技术应 究区位于塔里木河十流的中段。该区属暖温带、干旱沙漠性 用到有关土壤特性[171等方面的监测。Stoned8]等研究表明土 气候，多风沙浮尘天气，日照时间长，温差大，年平均口温 080～2320 壤含水量与2 nlTI波段的土壤反射率呈较好的相差14～16℃，年最大日温差一般在25℃以上。年降水量为 关性。Ramakrishnan和ThomasJ 41 778 JacksonE9’10j分别利用遥感mm，年蒸发潜力2 mm。地面物质组成以细粒沙壤土 技术进行土壤湿度监测。宋韬建立了估箅土壤含水量的预测 模型。何挺LIu等对土壤水分的光谱特征进行了探讨。但上述 arix spp)。 研究多是用干燥后的土样在审内进行的监测LI引，其结论尚 1．2土壤含水量采样 不能直接用于实时分析土壤参数，冈此，需要加强对原状土 壤的近红外光谱分析。另外，土壤类型及其覆被组合对光谱 沙子河、乌斯满、阿齐河和铁依孜五个断面采集样点。每个 信息的影响很大[1“，所以开展不同地区、不同土壤类型的遥 断面取6个样点，共采集30个土壤剖面。每一剖