玛多地区基于植被指数对土壤水分的反演

采用Landsat5影像数据对青海省果洛州玛多地区植被指数和地表温度进行提取,通过地面同步测定土壤水分含量,分析三者之间的相关关系。结果发现:归一化植被指数(NDVI)与土壤水分在植被盖度较低时,二者之间存在较为明显的负相关关系r=-0.655;地表温度与土壤水分呈负相关关系r=-0.932,3种关系模型中线型模型拟合效果最好R2=0.769 0;引入变量植被温度指数TVI并对其与土壤水分做相关分析,结果发现土壤水分与TVI之间的相关系数r=-0.906,二者之间存在明显的负相关关系,3种关系模型中,幂指数模型的决定系数最高R2=0.855 0,TVI与土壤水分的拟合效果较温度与土壤水分的好,因此利用植被指数对区域土壤水分的反演是可行的。     

贵州典型喀斯特灌丛草坡类型区土壤水分及其影响因子研究

对贵州龙里灌丛草坡类型区2005-2006年度土壤水分及局地小气候进行了连续的定位观测,并通过相关分析等手段对土壤水分影响因子进行了分析.得出以下结论: 1)大致呈现出三起两落的趋势,12-2月和9-11月为土壤水分缓慢积累期,2-4月和8-9月为土壤水分强烈消耗期,4-8月随着雨季的来临,降水量大,使得土壤水分迅速增加,为雨季土壤水分补充期;2)通过对土壤水分体积分数及其环境因子的相关分析得到,雨季,土壤水分体积分数主要受降水量的影响,而在非雨季,温度是主要的控制因子,偏相关系数达0.851 (P<0.01),其次为相对湿度,偏相关系数为0.733 (P<0.01),而与太阳辐射和地表温度的偏相关系数分别为0.525、0.241 (P>0.05);3)通过对下垫面状况各异、气象条件基本一致的各实验点土壤水分规律的研究,发现土壤水分分布特征与地表植被覆盖状况有着重要的关系.     

吉林中部地区土壤水分遥感反演与应用

表观热惯量法是热红外遥感监测土壤水分的重要方法之一.土壤的表观热惯量可以通过对土壤反照率和地表温度日较差的测量而获得。以吉林中部地区为研究区,根据表观热惯量反演土壤水分含量的原理,选取春播时期的四月份时相,利用MODIS_L1B数据计算模型中的相关参量,进而计算表观热惯量值。将计算结果与土壤水分含量实测值进行线性回归分析,结果通过了置信度0.01的显著水平t检验,相关系数R=0.831,并分析土壤类型对土壤水分含量差异的影响,结果与表观热惯量反演土壤水分的计算结果一致。     

机载热红外相机应用于农业干旱监测的实验研究

机载热红外遥感技术为农业干旱监测提供了新的技术手段,对其开展实验研究具有现实意义.本文以红外多角度相机(multi-angular infrared camera,MAIC)获取的高分辨率热红外遥感图像为基本数据源,选取高分一号(GF-1)遥感图像为辅助数据,基于归一化差值植被指数(NDVI)-地表温度(Ts)特征空间计算实验研究区的温度-植被指数(TVDI)值,并据此得到了研究区干旱分级结果;最后利用野外同步测定的土壤水分数据,对遥感反演结果进行验证和精度分析,探寻机载红外相机在农业干旱监测方面的应用潜力.结果表明:(1)利用机载MAIC热红外数据和GF-1数据可以反演地表温度、植被指数等地表参量,进而可以构建NDVI-Ts特征空间;在该二维特征空间中,该研究区的图像像元集聚为三角形形态,可以较好地刻画研究区不同地表覆盖类型的干湿状况;(2)利用该研究区NDVI-Ts特征空间计算得到的TVDI值与地表土壤水分呈显著负相关;TVDI值与实测地表土壤水分线性回归分析结果相关性较高,R2约为0.389 1;(3)干旱等级表达了土壤水分对农作物生长状态的胁迫作用,可以较好地显示农业干旱特征.与星载红外遥感数据相比,机载红外相机获取的数据具有较高灵活性,更利于干旱区域的机动监测.本文研究表明机载MAIC数据在干旱监测方面具有较大的应用前景.     

不同土地覆盖类型上地表温度与植被覆盖关系研究——以福州市为例

以ASTER为数据源,提取研究区的地表温度,并从不同土地覆盖类型上分析地表温度与NDVI、植被覆盖度之间的定量关系.结果表明在各土地覆盖类型上地表温度与NDVI、植被覆盖度的线性关系并不明显,而在1%的间隔上平均地表温度与植被覆盖度呈明显线性关系,在0.01间隔上地表温度和NDVI关系呈分段线性关系,利用1%间隔的植被覆盖度更有利于分析地表温度和植被的关系.     

快速城市化地区景观格局对地表热环境的影响研究

以杭州城区为例,基于Landsat8数据完成土地利用分类和地表温度反演,并利用Fragstats软件完成景观格局分析,实现了城市地表温度与绿地景观格局的关联分析.结果表明:1)典型地物的地温均值呈现"林地草地水体裸土建设用地"的趋势.2)建成区绿地破碎度最大、面积最小;林区较为规整,绿地破碎度最小、面积最大.二者景观多样性均偏低.3)绿地景观格局对地表温度影响作用不一.其中,绿地破碎度与分维数普遍与地表温度呈现显著正相关关系;而绿地面积与地表温度均呈现显著负相关关系.由此可见,通过降低城市区域绿地景观的破碎程度,提升其连通完整性,适当降低绿地景观边界的复杂程度和增大绿地面积,可有效缓解城市热岛效应.     

基于时间序列MODIS数据的川续断栽培区土壤水分变化研究

以栽培川续断为研究对象,选择贵州省黔南州龙里县、贵定县的栽培基地为试验区,利用贵州省2010年全年的MODIS植被和温度产品,采用Ts-NDVI特征空间模型,先构建温度植被干旱指数(temperature-NDVI dryness index,TVDI),再通过TVDI与土壤水分的经验关系,反演得到试验区的土壤水分分布图.利用时间序列分析,得到了试验区土壤水分的年内变化特征.从总体上看,从春末到秋初,栽培区的土壤水分比较稳定,变化相对其他时段较小.初春时节,土壤含水量最低.进入秋季后,土壤含水量变化剧烈.在冬季,土壤水分则是先上升后下降,且变化幅度最大.此外,将遥感反演结果与同一时段的两次实地测定的土壤水分进行对比验证,发现遥感反演的结果与实测值较接近.研究结果表明利用本文的方法监测中药材栽培区的土壤水分含量切实可行.     

非等温条件下土壤水入渗的数值分析

基于温度梯度对土壤水分运移规律的影响机理以及热运移理论，考虑了温度变化对土壤水分运动参数的影响，建立了土壤水热迁移耦合的数学模型，同时采用有限差分法对模型进行了数值求解。通过算例分析，结果表明温度对土壤水分入渗规律有显著的影响。     

一种基于TVDI模型的边界提取方法研究

提出一种基于TVDI模型的湿地边界信息提取方法,利用TM遥感影像建立地表温度(Ts)与归一化植被指数(NDVI)之间的二维特征空间,用IDL编程在特征空间内拟合温度植被干旱指数法(TVDI)需要的干、湿边方程,并反演出试验区的土壤干湿情况.利用野鸭湖湿地3m×3m植物样方,统计、分析、确定湿地生态系统的上边界.试验测得湿地边界的土壤水分含量阈值0.56,根据该阈值确定湿地边界信息,提取湿地边界.通过该方法提取的湿地核心区准确率达到72%,说明利用遥感方法反演土壤水分含量,提取湿地边界的方法可行.     

松辽平原西部地表土壤水分时空变化与影响因素分析

基于土壤湿度和海洋盐度卫星(SMOS)土壤水分数据,采用时空均方根误差、趋势分析、重心迁移模型和相关分析方法,分析了松辽平原西部2010—2014年生长季地表土壤水分时空变化特征及影响因素.结果表明:研究区地表土壤水分呈东北高、西南低的空间分布格局,5年间平均地表土壤水分含量从0.110m~3/m~3增加到0.120m~3/m~3.扶余、大安、通辽、奈曼旗等地表层土壤水分空间变化显著.在不同年份,地表土壤水分随季节变化明显的地区不同.土壤水分重心向东北方向移动,迁移距离达30.809km.降水、植被覆盖因素均与地表土壤水分呈显著正相关,降水影响更强.在海拔小于200m或坡度为10°~20°的地区地表土壤水分相对较高,平均值分别为0.140,0.116m~3/m~3.黑土表层平均土壤水分更高,且具有明显的增长趋势.