基于SAR图像的植被覆盖下土壤含水量反演方法研究

发布时间：2025-01-14 10:43

　　土壤含水量是地表水资源形成、转换和消耗过程中的重要参数,它在农作物估产及环境灾害监测中起着重要作用。因此对于准确、快速地得到大面积裸土和植被覆盖地表土壤含水量是国内外研究的一个重要课题之一。随着合成孔径雷达技术的不断发展,利用多频率、多极化、多角度、可变工作模式的SAR数据对大范围内土壤水分的监测已取得了很大的进步。但是目前只是在裸土地区取得了一些较好的结果,对于植被覆盖地表来说,特别是高大植被覆盖区,还没有较好的办法消除植被因素的存在。本文首先分析了裸土和植被覆盖地表微波散射模型,然后基于AIEM模拟后向散射随土壤水分和组合粗糙度的变化得到模拟数据集,通过分析这些数据,建立了利用同极化去除粗糙度参数影响的裸土含水量反演模型。再利用水云模型去除植被覆盖区植被层对总的后向散射的影响,得到只包含裸土散射信息的后向散射系数,再结合裸土含水量反演模型,从而建立了植被覆盖地区土壤含水量反演模型。SAR图像根据应用目的的不同,其处理方法则有所不同,而其处理结果对反演算法的精度有较大影响,所以本文研究了适合土壤含水量反演的SAR预处理流程及方法。在反演土壤含水量前,先对研究区地物进行了分类,得到了裸土...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 利用SAR遥感监测土壤含水量的研究意义
    1.2 SAR图像土壤含水量反演算法国内外研究现状
        1.2.1 裸土含水量反演研究现状
        1.2.2 植被覆盖区土壤含水量反演研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 论文结构
第二章 微波遥感研究土壤含水量基础
    2.1 微波遥感机理
    2.2 微波的散射
        2.2.1 微波的表面散射
        2.2.2 微波的体散射
    2.3 雷达遥感基础
        2.3.1 雷达方程及后向散射系数
        2.3.2 雷达系统参数
            2.3.2.1 雷达频率
            2.3.2.2 入射角
            2.3.2.3 极化方式
        2.3.3 雷达分辨率
    2.4 SAR图像的特点
    2.5 本章小结
第三章 土壤含水量反演模型研究
    3.1 地表参数
        3.1.1 土壤表面粗糙度
        3.1.2 土壤含水量及土壤介电常数
        3.1.3 植被参数
    3.2 裸土与植被微波散射模型
        3.2.1 裸土微波散射模型
            3.2.1.1 理论模型
            3.2.1.2 经验与半经验模型
            3.2.1.3 各模型适用范围及其比较
        3.2.2 植被覆盖地表微波散射模型
            3.2.2.1 理论模型
            3.2.2.2 经验与半经验模型
    3.3 土壤含水量反演模型
        3.3.1 裸土含水量反演经验模型研究与建立
        3.3.2 植被覆盖下地表土壤含水量反演模型研究与建立
    3.4 本章小结
第四章 基于SAR数据的土壤含水量反演及验证
    4.1 土壤含水量反演流程和研究区的选取
    4.2 达里湖研究区（平坦地形）概况和数据介绍
        4.2.1 研究区概况
        4.2.2 达里湖地区Radarsat-2 数据
        4.2.3 地面实测数据
    4.3 达里湖研究区土壤含水量反演及验证
        4.3.1 SAR数据预处理
        4.3.2 土壤含水量反演及验证
    4.4 茂县研究区（山区地形）概况和数据获取
    4.5 茂县研究区土壤含水量反演及验证
        4.5.1 SAR数据预处理
        4.5.2 土壤含水量反演及验证
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目



本文编号：4026824