土壤湿度遥感产品真实性检验及空间尺度转换研究

发布时间：2017-06-01 12:21

  本文关键词：土壤湿度遥感产品真实性检验及空间尺度转换研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着遥感技术与应用的不断发展,也出现了越来越多不同种类传感器获取的具有不同参数特征的遥感数据,如何解决多源遥感数据间的参数归一化、不同尺度遥感数据间信息流通、验证国产卫星遥感产品真实性与可靠度等问题,是推进遥感学科进一步发展的关键。本文以土壤湿度为主线,针对地面数据、高分辨率遥感数据到大尺度中分辨率遥感产品,将三个不同空间尺度层级之间陆表信息通过相邻层级之间的升尺度验证,来实现遥感信息的流通与转换,并对验证结果进行分析和评价。论文主要研究内容和成果包括:1、通过系统的方案对研究区域的地面湿度数据进行了抽样采集。基于遥感产品像元几何信息,对覆盖范围实测数据进行分类统计,然后对统计的对应十个像元编号的数据集合进行了分析,得出了针对土壤湿度在30m尺度下单个遥感像元内,地面抽样点数为8时是相对可靠性程度较高、抽样信息覆盖较小的最优点数。2、地面数据验证高分辨率遥感产品。使用HJ-1B的遥感数据利用温度植被干旱指数法,得到表征土壤含水量的TVDI湿度产品。然后通过反演产品像元的几何信息与实测数据的GPS信息来提取对应像元所覆盖的地面实测点,然后对归纳的实测数据进行均值和方差的初步统计。实测数据均值对应像元TVDI值进行相关性的验证,拟合直线呈现负相关,相关系数R2=0.6979具有良好的线性关系,与理论相符。3、同分辨率下的MODIS反演产品对国产FY-3B反演产品的真实性验证。MODIS反演得到的TVDI影像数据作为标准产品对FY-3B的VIRR传感器数据反演产品进行验证。在进行空间参数归一化的过程中,使用了三种重采样的方法来进行像元间的匹配并对结果进行比较分析。双线性插值验证结果相对误差为12.5661%,优于立方卷积方法验证结果13.754%和最近邻法的14.0354%。双线性插值、立方卷积、最近邻三种方法相关系数R2验证结果分别为0.964817、0.957623、0.955537,均表现出高度的相关性。4、高分辨率反演湿度产品对中分辨率遥感产品的验证。采用双线性插值重采样的方法,将30m分辨率的Landsat 8反演产品进行升尺度转换对1km分辨率的FY-3B反演产品进行验证。得到相对误差均值为18.5646%,相关系数R2=0.948119。然后结合Google earth目视解译提取市区和森林(郊区)两个同样大小不同地表类型的区域进行比较,森林区域相对误差均值为16.6357%小于原图整幅影像均值18.5646%,并且优于市区的相对误差37.0241%。5、在前文研究基础上,进一步从基于对象、基于像元上,对升尺度转换验证得到的相对误差结果的影响因子进行了探究。以NDVI阈值作为对象的划分标准,对原采样前空间的相对误差验证结果进行归纳分析,并没有得出NDVI高低与验证误差的明显相关性。基于像元指标影响研究,分别将提取特定的12个像元对应采样前区域的TVDI均值和标准差作为衡量指标,与相对误差进行相关性拟合。得到采样前区域的标准差大小与验证相对误差大小呈现良好正相关性,相关系数R2为0.6134。综上所述,本文在实验中实现了不同尺度层级之间的湿度产品验证,在验证过程中克服了一定程度的上尺度效应问题,并通过简单有效的指标对结果进行了评价和分析。论文中的研究思路和实验结论对于遥感领域的多源数据同化、国产卫星产品真实性检验以及空间尺度效应影响研究有一定的理论意义。
【关键词】：土壤湿度 遥感数据 真实性验证 升尺度转换 重采样
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S152.7;TP79
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 研究背景与研究意义12-13
• 1.2 土壤湿度监测方法及国内外研究进展13-16
• 1.2.1 可见光和近红外方法13-14
• 1.2.2 热红外方法14
• 1.2.3 可见光、近红外和热红外相结合的方法14-16
• 1.3 定量遥感产品真实性检验现状16-17
• 1.4 国内外尺度效应问题研究现状17-21
• 1.4.1 尺度转换方法研究现状19-21
• 1.5 论文研究内容21-23
• 第二章 数据介绍与地面数据采样分析23-37
• 2.1 遥感数据23-28
• 2.1.1 MODIS数据23-24
• 2.1.2 FY-3B遥感数据24-25
• 2.1.3 Landsat数据25-26
• 2.1.4 环境星数据26-28
• 2.2 地面实测点数据28-30
• 2.3 实测点空间布点方案与结果分析30-36
• 2.3.1 空间抽样发展现状30-31
• 2.3.2 实测点布置方案31-33
• 2.3.3 地面实测点统计与分析33-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 地面数据对高分辨率遥感产品的验证37-50
• 3.1 研究区域介绍37
• 3.2 遥感反演产品获取37-46
• 3.2.1 TVDI反演土壤湿度的原理37-40
• 3.2.2 植被指数与地表温度的理论基础与反演40-42
• 3.2.3 土壤湿度反演实现与结果分析42-46
• 3.3 地面数据的统计以及对高分辨率反演产品的验证46-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 基于重采样算法空间尺度转换方法对比研究50-60
• 4.1 三种重采样方法介绍50-52
• 4.2 同分辨率湿度反演产品的验证52-59
• 4.2.1 研究区域介绍52-53
• 4.2.2 技术路线53-56
• 4.2.3 实验结果与分析56-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 高分辨率遥感产品对中分辨率FY-3B产品的验证及影响因子研究60-72
• 5.1 技术路线60-61
• 5.2 TVDI产品反演获取61-62
• 5.3 真实性验证以及尺度转换结果与分析62-64
• 5.4 对于升尺度转换真实性检验的影响因子研究64-71
• 5.4.1 基于对象进行研究比较66-68
• 5.4.2 基于像元进行研究分析68-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-75
• 6.1 研究总结72-73
• 6.2 展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 宋春桥;游松财;刘高焕;柯灵红;钟新科;;基于TVDI的藏北地区土壤湿度空间格局[J];地理科学进展;2011年05期

  本文关键词：土壤湿度遥感产品真实性检验及空间尺度转换研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：412607