干旱区土壤水盐变化特征及其影响因子的遥感反演和GIS分析

发布时间：2017-08-04 16:15

  本文关键词：干旱区土壤水盐变化特征及其影响因子的遥感反演和GIS分析

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【摘要】：土壤盐渍化是水盐不合理的空间配置造成的，是指原本在土壤底层或者地下水中的盐分，经过迁移运动在土壤表层逐渐积累而形成的一种土壤退化现象。土壤盐渍化是世界性难题，对农业的生产发展，具有很大的危害。研究土壤水盐运移规律是为了探讨土壤盐渍化发生、发展的机理，对土壤水盐的变化进行定性和定量分析，可以为研究土壤盐渍化发生的预测预报提供坚实的理论基础。本文以克里雅河流域为研究区，根据研究区布控的24个实时监测井获得的地下水位数据，进行研究区地下水位的空间分异规律研究；定量研究位于绿洲-荒漠交错带的16号监测点的水盐变化特征，构建土壤电导率的估算模型；探讨利用遥感技术反演影响水盐变化影响因子的可行性。经过研究，本文得出以下结论。 (1)对土壤水盐变化的年际曲线进行研究表明：在5月份之前，随着土层深度的增加，土壤体积含水量和电导率呈增大的趋势；5月份之后，表层（0-20cm）的土壤含水量和是电导率高于第二层（20-40cm）和第三层（40-60cm）；土壤含水量和电导率的峰值均出现在6月份，表层的土壤含水量和电导率的波动性最大。 (2)对土壤水盐的变异系数分析表明：五层土壤的体积含水量的变异系数均高于电导率，说明体积含水量的离散程度高于盐分；五层土壤水盐的变异系数的差值绝对值最大不超过0.1，说明在一定程度上，土壤水盐变化具有一致性。 (3)对电导率建模过程分析表明：在五层土壤中，，当建模参数从一个（土壤体积含水量）增加到三个（土壤体积含水量、土层温度及地下水位）时，模型的稳定性和数据模拟的精度也相应提高；当建模参数为两个（土壤体积含水量、土层温度）或三个时，虽然在精度上有所提高，但是提高的幅度极小，所以在一定程度上，电导率与土壤体积含水量和土壤温度的拟合方程将会有很大的应用空间。 (4)对地表蒸散发遥感估算分析表明：研究区日蒸散最低接近0mm，日蒸散量最大将近6.2mm，平均值为1.4mm，标准偏差为1.67mm，说明研究区的日蒸散发量空间分布差异很大；日蒸散量小于2mm的区域基本构成了研究区的荒漠区，研究区在2013年夏季荒漠与绿洲的基本格局为“三分沙和一分绿”；日蒸散量在3-5mm和大于5mm的区域为绿洲的核心区域，只占研究区总面积的14.61%。 (5)对2012年5月份和七月份地下水位分析表明：和克里金插值方法相比，反距离权重法更适用于研究区地下水位的空间插值；从5月到7月，研究区大部地区地下水位呈下降趋势；地下水位在1.9-2.3m和2.3-3.0m两个区间，占研究区总面积的60%左右，且两区间地下水位在研究时间内变化剧烈。 本文的研究可以为以后大尺度水盐运移模拟研究提供一定的技术支撑。由于遥感数据的周期性相对较短，不仅可以根据一景影像估算获得水盐运移点上的日蒸散发量，还可以根据多幅影像扩展到月、年的蒸散发量的估算，这样可以根据反演的蒸散数据在空间呈现为一个面的特性，为水盐运移从点到面的转换提供可靠的数据来源。
【关键词】：绿洲-荒漠交错带 水盐变化 蒸散发 遥感反演
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S156.4;P237;P208
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 研究目的及意义11-13
• 1.2.1 研究目的11-12
• 1.2.2 研究意义12-13
• 1.3 国内外研究进展13-18
• 1.3.1 水盐运移国内外研究进展13-15
• 1.3.2 蒸散发（Evapotranspiration，ET）遥感反演国内外研究进展15-18
• 1.3.3 地表温度（Land Surface Temperature，LST）遥感发演国内外研究进展18
• 1.4 技术路线图18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 研究区概况20-25
• 2.1 水文20-21
• 2.2 土壤21-22
• 2.3 气候22-23
• 2.4 水盐运移的研究区概况23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 数据源及数据预处理25-31
• 3.1 水盐运移实验基本资料25-26
• 3.2 土壤体积含水率、电导率动态监测数据的校准26-28
• 3.2.1 测量设备简介26
• 3.2.2 土壤样品采集与预处理26-27
• 3.2.3 土壤采集数据的校准27-28
• 3.2.4 校准模型的确定28
• 3.3 遥感影像预处理28-30
• 3.3.1 几何精校正与影像配准28-29
• 3.3.2 数字图像镶嵌与裁剪29
• 3.3.3 大气校正29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 土壤水盐变化特征研究31-37
• 4.1 土壤水盐的变化特征31-33
• 4.1.1 土壤体积含水量的变化特征31-32
• 4.1.2 土壤盐分的变化特征32-33
• 4.2 土壤水盐变化一致性分析33-34
• 4.3 电导率估算模型的建立34-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第五章 土壤水盐变化影响因子研究37-57
• 5.1 地表温度反演的理论基础37-39
• 5.1.1 Planck 函数和黑体辐射38
• 5.1.2 比辐射率38-39
• 5.1.3 辐射温度与亮度温度39
• 5.2 地表温度反演39-44
• 5.2.1 地表温度反演方法39-41
• 5.2.2 亮度温度计算41-42
• 5.2.3 地表比辐射率计算42-43
• 5.2.4 大气透过率计算43-44
• 5.3 蒸散发的遥感反演44-52
• 5.3.1 净辐射通量45-48
• 5.3.2 土壤热通量48
• 5.3.3 显热通量48-50
• 5.3.4 日蒸散发估算50-52
• 5.4 地表蒸散发分析52-53
• 5.5 地下水位的空间分异规律53-55
• 5.6 本章小结55-57
• 第六章 结论与展望57-61
• 6.1 结论57-58
• 6.2 不足与展望58-61
• 6.2.1 不足58-59
• 6.2.2 展望59-61
• 参考文献61-66
• 硕士期间参与课题与成果66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王天星;陈松林;阎广建;;地表参数反演及城市热岛时空演变分析[J];地理科学;2009年05期

2 李宝富;陈亚宁;李卫红;曹志超;;基于遥感和SEBAL模型的塔里木河干流区蒸散发估算[J];地理学报;2011年09期

3 董新光,江涛,姜卉芳;新疆焉耆盆地水资源利用与环境保护模式研究[J];灌溉排水;2001年02期

4 刘雅妮,武建军,夏虹,范锦龙;地表蒸散遥感反演双层模型的研究方法综述[J];干旱区地理;2005年01期

5 罗菊花;张竞成;黄文江;杨贵军;顾晓鹤;杨浩;;基于单通道算法的HJ-1B与Landsat 5 TM地表温度反演一致性研究[J];光谱学与光谱分析;2010年12期

6 郑兴明;赵凯;李晓洁;;农田表面粗糙度参数的测量与精度分析[J];地球信息科学学报;2013年05期

7 郭占荣,刘花台;西北内陆灌区土壤次生盐渍化与地下水动态调控[J];农业环境保护;2002年01期

8 刘志武,雷志栋,党安荣,杨诗秀;遥感技术和SEBAL模型在干旱区腾发量估算中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2004年03期

9 杨金忠,叶自桐,贾维钊,阎世龙;野外非饱和土壤中溶质运移的试验研究[J];水科学进展;1993年04期

10 杨金忠，叶自桐;野外非饱和土壤水流运动速度的空间变异性及其对溶质运移的影响[J];水科学进展;1994年01期

本文编号：620501