魏向旺－遥感应用研究所－遥感监测土壤含水量.pptx

会计学1魏向旺－遥感应用研究所－遥感监测土壤含水量 1 遥感所简介中国科学院遥感应用研究所（以下简称中科院遥感所）1979年成立，作为我国遥感科学与综合应用技术国家级、开放型研究机构走过了28年辉煌的历程。 在遥感界著名的陈述彭院士、杨世仁研究员、童庆禧院士、徐冠华院士、郭华东研究员、李小文院士历界所长的带领下，中科院遥感所成功组织了著名的中国遥感工程三大战役--腾冲航空遥感试验、津渤环境遥感试验、二滩水能开发遥感试验；“六五”至“九五”连续四个五年计划主持国家遥感科技攻关项目；建立了中国最完善的高空机载遥感系统；主持了中国第一个遥感重点基金“地表双向反射特性”、第一个遥感重大基金“遥感信息传输机理”、第一个遥感攀登计划“地表能量交换的遥感定量研究”；…。 第1页/共21页 1 遥感所简介中科院遥感所目前拥有遥感科学国家重点实验室、国家航天局航天遥感论证中心、国家遥感应用工程技术研究中心三大国家级科研机构，设有遥感辐射传输、环境遥感前沿、高光谱遥感、微波遥感、遥感定标与真实性检验、遥感图像处理、农业与生态遥感、减灾与应急遥感监测、遥感空间信息系统、数字地球与导航定位、国土资源遥感、非再生资源遥感等12个研究室，建有国家航空遥感中心、遥感卫星数据接收站、遥感综合试验场、遥感数据网络中心等科研支撑体系，在新型遥感探测机理、高光谱遥感技术、红外多角度遥感技术、微波遥感应用技术、遥感定标与真实性检验技术、航天遥感系统论证、传感器网络研技术等方面形成了在国内外有一定影响力的优势学科方向，将重点发展海洋遥感、环境遥感、灾害遥感、城市遥感和极地遥感等应用研究方向及定量化遥感方法技术、遥感一体化系统集成技术等。 第2页/共21页 2 遥感监测土壤含水量方法综述土壤湿度在全球水循环运动中扮演着非常重要的角色，是水文、气象和农业研究中的重要参数。其作为主要的农业气候要素，是植物生长状况的重要影响因子。它一方面可以反映当年的干旱程度，为农业生产部门提供耕作措施的依据，另一方面，也可作为洪水发生的可能性指标之一。对于灌溉农业，土壤湿度还是管理调配用水的重要依据。大面积土壤湿度的监测是农业水管理以及农作物旱情预报的一个重要内容，同时区域尺度乃至全球尺度的土壤信息是陆面过程模式研究必不可少的一个参量，对改善区域及全球气候模式预报结果起着重要的作用。因此，国内外都极为重视对土壤湿度的研究，也都加大了相关的监测力度。第3页/共21页 2 遥感监测土壤含水量方法综述2.1热惯量模式2.2 植被指数法2.3 作物缺水指数法2.4 基于地表温度的土壤水分监测模型2.5 微波遥感法第4页/共21页 2.1热惯量模式土壤热惯量是土壤的一种热性质，也是土壤温度变化的一种内在因素。土壤热惯量与土壤水分含量具有相当紧密的联系，并且控制着土壤的温度日较差，而土壤日较差能够从遥感数据中获得，因此利用土壤热惯量来反演土壤水分便有了依据。此方法主要用于裸露土壤或植被覆盖率较低的地区。热惯量可以表示为：该方法局限性主要有：（1）只适用于裸露土壤或植被覆盖低的地方；（2）要求监测地区昼夜两次的晴空卫星遥感数据。第5页/共21页 2.2 植被指数法植被指数是卫星传感器不同通道探测数据的线性或非线性组合，能够反映绿色植物生长和分布的特征指数。植被指数的时空变化与土壤水分状况有一定的相关性。一般来讲，当作物缺水时，作物的生长将受到影响，植被指数将会降低。目前，植被指数最常用的是归一化植被指数（NDVI，Normalized Difference Vegetation Index），定义为 ；表示地物在近红外波段和红光波段上的反射率。用于监测土壤水分状况的植被指数中，比较常用的有距平植被指数(AVI，Anomaly Vegetation Index)和条件植被指数(VCI，Vegetation Condition Index)。第6页/共21页 距平植被指数AVI = NDVIi ?NDVI ， NDVIi 表示某一特定年份某一时期（旬、月等）的NDVI 值；NDVI 表示多年该时期的NDVI 的平均值。AVI 以某一地点某一时期多年的NDVI 平均值作为背景值，用当年该时期的NDVI 减去背景值，即可计算出AVI 的变化范围。正距平反映植被生长较一般年份好；负距平则反映植被生长较一般年份差，即旱情出现。第7页/共21页 条件植被指数NVDIi某一特征年第i个时期的值；NVDImax，NVDImin分别代表研究年限内第i个时期的最大值和最小值；分母部分是在研究年限内第i个时期植被的最大值和最小值之差，代表了NDVI 的最大变化范围，反映的是当地植被的生境；分子部分在一定意义上表示了某一特定年第i 个时期的当地气象信息。如果差值小，则表示该时段作物长势很差。VCI 不仅描述了土地覆盖和植被