基于空-天遥感数据尺度转换的土壤盐渍化监测方法研究

发布时间：2021-03-20 08:18

　　土壤盐渍化已成为制约灌溉农业发展的重要因素之一,因此,准确快速获取土壤盐渍化信息对现代农业的可持续发展具有重大意义。遥感技术因其无损、高效等特点,可以对土壤状况进行实时监测,已成为现代农业精准化的重要手段。其中,卫星遥感因其具有大范围监测的优点在国内外得到了广泛的应用,无人机遥感作为新型遥感平台,可通过设置飞行高度获得多时相、多尺度的高时空分辨率遥感影像,但无人机在大范围监测土壤盐渍化方面存在着缺陷,如何将无人机遥感的高空间分辨率与卫星遥感的大范围监测相结合,受到诸多学者的关注。另外,随着技术的提升和空间传感器的多样化,给农业遥感带来了大量的数据,为土壤盐渍化的监测提供了丰富数据支持,但提供丰富信息的同时带来大量的信息冗余,监测精度未必提高。所以,在多源数据下,如何选择适宜的尺度进行目标监测,对于从无人机到卫星空间分辨率的合理转换研究,以及对土壤盐渍化的精准监测都具有非常重要的理论意义,而目前针对这方面的研究还鲜有报道。因此,本研究以河套灌区沙壕渠灌域5月份（裸土期）和7月份（植被覆盖）两种情况下不同盐渍化程度的表层土壤为研究对象,使用无人机和卫星不同传感器观测土壤和植被光谱特征,分析... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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技术路线图

西北农林科技大学硕士学位论文8第二章材料与方法2.1研究区概况河套灌区位于内蒙古自治区，是我国三大灌区之一，南临黄河，北至阴山，东西长约250km，南北宽约50km，由五个大的灌域组成，分别是：永济、义长、解放闸、乌拉特和乌兰布和。灌区由于历史悠久，导致一些设备落后，不能和现代技术配套使用，所以它从新中国解放后至今经历过三次较大规模的水利设施建设，已形成完整的灌区渠系体系和配套设备。灌区内主要农作物为玉米、小麦、西葫芦和葵花等，其中还包含有白菜、西瓜、辣椒等经济作物，对我国的粮食安全起到重要的作用。本次试验在河套灌区解放闸灌域沙壕渠内进行（如图2-1所示）。面积大约为8万亩，地处北纬40°54"～41°00"，东经107°05"～107°10"，位于西北高原地带，平均海拔1000m以上，属于典型的干旱半干旱气候，冬长寒冷，夏短温热，地下水埋深较浅，普遍在2m左右，年降雨量为66.3~200mm，年蒸发量为2000多mm，蒸降比在10以上，降雨量远少于蒸发量，再加上气候条件、土质因素及人为的不合理灌溉等因素，致使该地区的土壤盐渍化问题较为严重。试验地位于杭锦后旗陕坝镇，土壤类型为粉质粘壤土，平均干容重为1.46t/m3。分别于2018年5月份和7月份进行了2次试验，5月份期间研究区主要为裸土，7月份有植被覆盖，2次试验期间在研究区内选取了相同五块典型的盐渍化程度不同的土地，进行了均匀布置实地采样，如图2-2所示，且对其进行了无人机飞行试验。图2-1研究区概况图Fig.2-1Mapofresearcharea

第二章材料与方法11通过使用无人机数据处理软件（PixelWrench2）对获取的影像进行了前期拼接合成处理，之后导出为6波段tif格式的多光谱影像。再导入到ENVI5.3，最后将实地采集数据的经纬度导入，提取对应点的反射率。图2-3经纬600无人机与u-MCA多光谱相机Fig.2-3Matrice600unmannedaerialvehicleandu-MCAmultispectralcamera表2-3多光谱相机参数表Table2-3MCAmultispectralcameraparameter参数Parameter大小Size质量/g670视场角/(。)38.26*30.97最高像素/像元1280*1204波段及宽度(nm)490（蓝波段）550（绿波段）680（红波段）720（红边波段）800（近红外波段1）900（近红外波段2）2.3.2GF-1多光谱遥感影像的获取及预处理选用与实测数据日期相近，成像较好的GF-1多光谱影像，空间分辨率为16m，重访周期为4d。包括4个波段，分别为蓝波段（450-520nm）、绿波段（520-590nm）、红波段（630-690nm）和近红外波段（770-890nm）。在中国资源卫星应用中心进行下载，主要参数如表2-4所示。在ENVI软件中对下载的影像数据进行几何精校正、辐射定标、大气校正等预处理，得到研究区域卫星影像图。然后，将野外实测的80个采样点的经纬度导入到遥感影像中，按照实地采样并标定的地物类型，确定相应像元，导出各波段的反射率值，用于光谱指数的合成以及反演模型的构建。


本文编号：3090671