基于Sentinel-1A和Landsat 8影像的槎白河小流域土壤水分反演研究
发布时间：2021-07-06 09:23
土壤水分分布规律是区域水土流失重要的研究方向,传统的土壤水分监测主要采用点状抽样实测,这难以满足大区域面上研究的需要,而雷达遥感对于贵州省开展大区域地物分布研究具有特定的优势。本文以安顺市平坝区境内的槎白河小流域为研究区,利用2018年3月的Sentinel-1A雷达数据和Landsat 8光学数据,基于引入植被覆盖度改进的水云模型、BP神经网络模型进行研究区的地表（0-5cm）土壤水分反演;采用Landsat 8光学遥感数据建立不同植被指数的TVDI模型反演的地表（0-5cm）土壤水分,并对不同模型反演的土壤水分进行精度对比分析。主要研究成果如下:（1）基于BAS优化的BP神经网络算法利用Sentinel-1A雷达和Landsat 8光学数据协同反演研究区的土壤含水量,相对于本研究其他模型是较好的。将Landsat 8中的红、绿、近红外三个波段和Sentinel-1A数据的VV、VH、VV/VH的后散射系数值作为输入数据,研究表明该方法的可操作性,模型反演值和实测数据拟合度（R2）达到了0.57,RMSE为3.48。（2）基于不同大小的滤波窗口和方法对Senti...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第二章 研究区概况和数据预处理2.1 研究区概述研 究 区 槎 白 河 小 流 域 位 于 安 顺 市 平 坝 区 白 云 镇 小 河 村 境 内（106°15′55′′-106°15′39′′E，26°19′8′′-26°20′29′′ N），距白云镇 8 公里，总面积约为 17.664 公顷。由于大部分为碳酸盐岩，气候温和多雨，有利于溶蚀，岩溶发育强烈，地貌呈现山地和丘陵盆地交错分布的特征。土壤类型主要是由三叠纪时代地层发育而形成的，是黄壤、黄棕壤，土壤呈酸性，PH 介于 4.5-5.6 之间；土层厚度介于 0-100 cm 之间。研究区的地势中部地区较为平整，由中部向四面扩散海拔逐渐增加，海拔为 1255m-1345 m，坡度在 0-35°之间。属于湿润型的亚热带季风气候，年降雨量约 1146.3 mm，年平均气温 18.3℃，极端最低温度-7.4℃，7 月平均气温 23.5℃。年日照时 1079.5-1220.1 h，无霜期 293 d。
外试验工作主要包括采样点的布设、土壤样本取样。其中，野于 2018 年 3 月 2-3 号完成，网格式随机布点方案：在室内计选择随机点的方法在整个研究区进行样地点的预布设，网格区，预布设 70 个采样点，但在实地采集的过程中，部分预设样满足采集要求，因此最终的采集点为 58 个，采样点的分布图乔木林地、灌木林地、草地、旱地这几种土地利用类型中，每 100cm×100cm 的正方形样地，使用对角线法采取土壤含水量 GPS 接收机记录每个采样点的地理坐标、高程数据，并在每 土壤样本（测土壤含水率、土壤容重），并记录取样时间、采植被覆盖等信息。土壤水含量是影响土壤微波散射的重要因土壤水分含量也是土壤微波散射的重要研究意义，随着科技时定土壤水分含量的方法逐步增多，但由于各种条件的影响下
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于植被供水指数的旱区土壤湿度反演方法研究[J]. 杨彦荣,胡国强. 现代电子技术. 2019(02)
[2]赤峰地区不同土地利用类型土壤水分时空分布特征[J]. 于栋阁,胡桂杰,姜晓芳. 内蒙古科技与经济. 2018(24)
[3]基于改进粒子群神经网络的麦田土壤水分反演[J]. 蔡庆空,李二俊,陶亮亮,蒋瑞波,潘洁晨. 土壤通报. 2018(06)
[4]基于微波与光学遥感的石漠化地区土壤剖面含水率反演模型研究[J]. 殷超,周忠发,谭玮颐,王平,冯倩. 红外与毫米波学报. 2018(03)
[5]黔中喀斯特区典型土地利用方式及耕作措施的水土流失调控效应[J]. 李瑞,李勇,熊康宁,张弛,文雅琴. 水土保持通报. 2017(06)
[6]基于Sentinel-1的绿洲区域尺度土壤水分微波建模[J]. 王娇,丁建丽,陈文倩,杨爱霞. 红外与毫米波学报. 2017(01)
[7]边缘检测中的改进型均值滤波算法[J]. 彭宏,赵鹏博. 计算机工程. 2017(10)
[8]基于Sentinel-1A与Landsat 8数据的北黑高速沿线地表土壤水分遥感反演方法研究[J]. 曾旭婧,邢艳秋,单炜,张毅,王长青. 中国生态农业学报. 2017(01)
[9]黄土丘陵区微地形条件下草本群落特征与土壤水分及养分关系分析[J]. 汝海丽,张海东,焦峰,薛超玉,郭美丽. 草地学报. 2016(04)
[10]微波与光学遥感协同反演旱区地表土壤水分研究[J]. 孔金玲,李菁菁,甄珮珮,杨笑天,杨晶,吴哲超. 地球信息科学学报. 2016(06)
博士论文
[1]喀斯特峰丛洼地不同土地利用方式下表层土壤水分的时空规律研究[D]. 刘艳.广西大学 2016
[2]基于主被动遥感数据协同处理的地表环境监测与分析[D]. 刘培.中国矿业大学 2013
[3]干旱区盐渍地极化雷达土壤水分反演研究[D]. 韩桂红.新疆大学 2013
[4]植被覆盖地表极化雷达土壤水分反演与应用研究[D]. 刘伟.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2005
硕士论文
[1]典型喀斯特山区不同植被类型土壤水分动态变化及其对植物光合作用的响应[D]. 李菲.贵州师范大学 2016
[2]卫星光通信中光斑图像处理算法优化设计研究[D]. 邵文北.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于遥感的旱区土壤湿度反演方法研究[D]. 宋荣杰.西北农林科技大学 2013
[4]基于AMSR-E和BP神经网络的川中丘陵区土壤水分反演[D]. 黄飞.四川农业大学 2012
[5]基于SAR图像的土壤含水量反演方法研究[D]. 仇成强.电子科技大学 2012
[6]高光谱图像中条带噪声去除方法研究[D]. 刘七华.电子科技大学 2012
[7]全国土壤湿度及其变化的遥感反演与分析[D]. 冉琼.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2005
[8]使用MODIS数据反演土壤水分研究[D]. 姚春生.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2003
本文编号：3267978
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第二章 研究区概况和数据预处理2.1 研究区概述研 究 区 槎 白 河 小 流 域 位 于 安 顺 市 平 坝 区 白 云 镇 小 河 村 境 内（106°15′55′′-106°15′39′′E，26°19′8′′-26°20′29′′ N），距白云镇 8 公里，总面积约为 17.664 公顷。由于大部分为碳酸盐岩，气候温和多雨，有利于溶蚀，岩溶发育强烈，地貌呈现山地和丘陵盆地交错分布的特征。土壤类型主要是由三叠纪时代地层发育而形成的，是黄壤、黄棕壤，土壤呈酸性，PH 介于 4.5-5.6 之间；土层厚度介于 0-100 cm 之间。研究区的地势中部地区较为平整，由中部向四面扩散海拔逐渐增加，海拔为 1255m-1345 m，坡度在 0-35°之间。属于湿润型的亚热带季风气候，年降雨量约 1146.3 mm，年平均气温 18.3℃，极端最低温度-7.4℃，7 月平均气温 23.5℃。年日照时 1079.5-1220.1 h，无霜期 293 d。
外试验工作主要包括采样点的布设、土壤样本取样。其中，野于 2018 年 3 月 2-3 号完成，网格式随机布点方案：在室内计选择随机点的方法在整个研究区进行样地点的预布设，网格区，预布设 70 个采样点，但在实地采集的过程中，部分预设样满足采集要求，因此最终的采集点为 58 个，采样点的分布图乔木林地、灌木林地、草地、旱地这几种土地利用类型中，每 100cm×100cm 的正方形样地，使用对角线法采取土壤含水量 GPS 接收机记录每个采样点的地理坐标、高程数据，并在每 土壤样本（测土壤含水率、土壤容重），并记录取样时间、采植被覆盖等信息。土壤水含量是影响土壤微波散射的重要因土壤水分含量也是土壤微波散射的重要研究意义，随着科技时定土壤水分含量的方法逐步增多，但由于各种条件的影响下
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于植被供水指数的旱区土壤湿度反演方法研究[J]. 杨彦荣,胡国强. 现代电子技术. 2019(02)
[2]赤峰地区不同土地利用类型土壤水分时空分布特征[J]. 于栋阁,胡桂杰,姜晓芳. 内蒙古科技与经济. 2018(24)
[3]基于改进粒子群神经网络的麦田土壤水分反演[J]. 蔡庆空,李二俊,陶亮亮,蒋瑞波,潘洁晨. 土壤通报. 2018(06)
[4]基于微波与光学遥感的石漠化地区土壤剖面含水率反演模型研究[J]. 殷超,周忠发,谭玮颐,王平,冯倩. 红外与毫米波学报. 2018(03)
[5]黔中喀斯特区典型土地利用方式及耕作措施的水土流失调控效应[J]. 李瑞,李勇,熊康宁,张弛,文雅琴. 水土保持通报. 2017(06)
[6]基于Sentinel-1的绿洲区域尺度土壤水分微波建模[J]. 王娇,丁建丽,陈文倩,杨爱霞. 红外与毫米波学报. 2017(01)
[7]边缘检测中的改进型均值滤波算法[J]. 彭宏,赵鹏博. 计算机工程. 2017(10)
[8]基于Sentinel-1A与Landsat 8数据的北黑高速沿线地表土壤水分遥感反演方法研究[J]. 曾旭婧,邢艳秋,单炜,张毅,王长青. 中国生态农业学报. 2017(01)
[9]黄土丘陵区微地形条件下草本群落特征与土壤水分及养分关系分析[J]. 汝海丽,张海东,焦峰,薛超玉,郭美丽. 草地学报. 2016(04)
[10]微波与光学遥感协同反演旱区地表土壤水分研究[J]. 孔金玲,李菁菁,甄珮珮,杨笑天,杨晶,吴哲超. 地球信息科学学报. 2016(06)
博士论文
[1]喀斯特峰丛洼地不同土地利用方式下表层土壤水分的时空规律研究[D]. 刘艳.广西大学 2016
[2]基于主被动遥感数据协同处理的地表环境监测与分析[D]. 刘培.中国矿业大学 2013
[3]干旱区盐渍地极化雷达土壤水分反演研究[D]. 韩桂红.新疆大学 2013
[4]植被覆盖地表极化雷达土壤水分反演与应用研究[D]. 刘伟.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2005
硕士论文
[1]典型喀斯特山区不同植被类型土壤水分动态变化及其对植物光合作用的响应[D]. 李菲.贵州师范大学 2016
[2]卫星光通信中光斑图像处理算法优化设计研究[D]. 邵文北.哈尔滨工业大学 2013
[3]基于遥感的旱区土壤湿度反演方法研究[D]. 宋荣杰.西北农林科技大学 2013
[4]基于AMSR-E和BP神经网络的川中丘陵区土壤水分反演[D]. 黄飞.四川农业大学 2012
[5]基于SAR图像的土壤含水量反演方法研究[D]. 仇成强.电子科技大学 2012
[6]高光谱图像中条带噪声去除方法研究[D]. 刘七华.电子科技大学 2012
[7]全国土壤湿度及其变化的遥感反演与分析[D]. 冉琼.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2005
[8]使用MODIS数据反演土壤水分研究[D]. 姚春生.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2003
本文编号：3267978
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