四湖中下区旱地土壤表层相对湿度的遥感反演.doc

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1、四湖中下区旱地土壤表层相对湿度的遥感反演　　摘要：通过对２０１０年５月３1日ＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＩＭＭ数据的预处理，并运用中国环境资源卫星数据计算出三景ＮＤＶＩ指数空间分布，结合地面物候特点，提取了湖北四湖中下区旱地空间分布；通过对地面０～１０ｃｍ土壤含水量观测数据与对应的ＡＳＡＲＩＭＭ后向散射系数的统计分析，得出了两者呈极显著的正相关关系，证明运用ＡＳＡＲＩＭＭ数据反映湿润地区土壤表层相对湿度是可行的；根据旱地土壤表层相对湿度与ＡＳＡＲＩＭＭ后向散射系数的统计模型，反演出２０１０年５月３1日四湖中下区旱地土壤表层相对湿度的空间分布。

2、　　关键词：土壤表层相对湿度；ＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＩＭＭ数据；遥感反演　　中图分类号：Ｓ１２７文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11406－1128-04　　　　TheRemoteSensingInversionofSoilSurfaceRelativeMoistureonDryLandinMiddleandLowReachesofSihuRegion　　ＸＩＯＮＧＱｉｎ－ｘｕｅ１，２，ＪＩＮＷｅｉ－ｂｉｎ２，ＹＯＵＹａｎｇ－ｙａｎｇ２　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄｒｙｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎＭｉｄｄｌ

3、ｅ－ＬｏｗｅｒｓｕｂａｒｅａｏｆＳｉｈｕｒｅｇｉｏｎｗａｓｐｉｃｋｅｄ－ｕｐｂｙｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＩＭＭｄａｔａｏｆ２０１０－０５－３１，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｒｅｅｇｒａｎｕｌｅｓＮＤＶＩｄａｔａｕｓｉｎｇＨＪ－１－Ａｄａｔａ，ａｎｄｃｏｍｂｉｎingｔｈｅｐｈｏｎｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｏｕｇｈｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｎ０～１０ｃｍｉｎｓｉｔｕｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａａｎｄＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＩＭＭｂ

4、ａｃｋｓｃａｔｔｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄａｔａ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｙｈａｄａｈｉｇｈｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ，whichｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｉｔｗａｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｉｎｖｅｒｓｅｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｍｏｉｓｔｕｒｅｂｙｕｓｉｎｇＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＩＭＭｄａｔａ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｓｐａｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｍｏｉｓｔｕｒｅａｔｄｒｙｌａｎｄｉｎｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｒｅａｃｈｅｓｏｆ

5、Ｓｉｈｕｒｅｇｉｏｎａｔ２０１０－０５－３１ｗａｓｉｎｖｅｒｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄＡＳＡＲＩＭＭ．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｒｅｌａｔｉｖｅｍｏｉｓｔｕｒｅ；ＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＩＭＭＤａｔａ；ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　　　　遥感土壤水分反演目前的一个重要领域是微波遥感。微波遥感不受光照条件限制，能够全天候工作，特别是长波段微波能够穿透植被并

6、对土壤具有一定的穿透能力，这些特点使利用微波遥感研究土壤湿度比其他波段遥感更具优势［１］。张堂堂等［２］利用ＥＮＶＩＳＡＴ／ＡＳＡＲ／ＡＰ模式ＶＶ极化的低入射角数据和黄土高原陆面过程试验资料对黄土高原平凉试验区表层土壤湿度进行反演，结果表明，在相对平坦的混合地表类型区域，反演的土壤湿度与地面实测值平均误差很小，但在陡峭山坡及塬边等地形起伏较大的区域，结果较差；赵少华等［３］运用两景相邻近时相并且不同入射角的ＨＨ同极化ＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲ影像数据，根据其后向散射系数的差值即可估算出粗糙度和土壤湿度参数，从而方便快捷地监测局部区域的土壤湿

7、度状况；刘万侠等［４］研究表明用ＨＨ极化数据反演表层土壤水分明显好于ＶＶ极化数据；Ｐａｔｈｅ等［５］运用ＥＮＶＩＳＡＴＡＳＡＲＧＭ数据反演了俄克拉荷马州表层土壤水分，将结果与观测数据比较表明，３～１０ｋｍ栅格的平均值能反映地面真实状况。　　目前遥感数据反演土壤水分的研究主要运用在反演土壤水分偏少时的状况，而这些方法与模型是否适用于土壤水分过多时的情况目前研究还很少。四湖地区是湖北省粮棉主要产区，也是涝渍最为严重的地区。据统计［６］，四湖地区涝渍地面积占总耕地面积的４０．６％。与同类地区丰产田相比，涝渍低产田单产水稻低３０％～５０％、油菜

8、低４０％～６０％、大小麦低５０％～７％，灾害严重的年份甚至绝收，成为阻碍本地区农业持续稳定发展的主要限制因子。涝渍主要表现为旱地土壤表层相对湿度过大，因此讨论微波遥感数据能否反演湿润地区旱地土壤表层相对湿度