基于AMSR被动微波辐射计的地表土壤含水量估算方法改进及应用研究

发布时间：2020-12-20 06:05

　　土壤水是维持地球生命的重要自然资源,也是控制地球陆地表面和大气之间水热交换平衡和维持全球气候稳定的重要环境因子。土壤含水量是各种陆面过程、生态、水文以及作物模型的核心输入参量之一,其含量大小的改变对地表水热循环、土壤理化性质和气候变化都会产生潜在影响。因此,获取定量、准确的全球土壤含水量变化信息对于维持地球生态系统平衡和应对全球气候变化都具有十分重要的意义。此外,土壤含水量也是评估土壤墒情和农业干旱、渍害等农业气象灾害的重要指标。所以对大尺度农田中土壤含水量的准确估算也是农业领域制定合理减灾保产措施、保证国家粮食安全、维护社会和谐稳定的重要前提。基于卫星遥感技术的土壤含水量反演是当前大尺度区域上获取土壤含水量信息的最便捷有效手段之一。基于不同遥感平台所观测土壤含水量数据的时空分辨率并不相同。被动微波遥感相比光学遥感对地表土壤含水量的变化更加敏感,同时相比主动微波而言,被动微波的估算结果稳定性更高。但是被动微波遥感观测数据也存在一定的缺陷。首先,被动微波遥感观测像元空间分辨率较低,当像元中的固定水体所占比例较高时,土壤含水量的反演精度会受到影响,所以需要针对此类像元进一步提高反演算法精度... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１苏鄂皖三省研究区地理位置及地形分布图??１注：该数据通过对１９８１年－２０１０年期间研究区内２０５个气象站点的观测记录值（来自中国国家气象中心数据共享网：??ｈｔｔｐ：／／ｄａｔａ．?ｃｒａａ．?ｃｎ／）进行统计得到

研究区平原地带的植被类型以多种低矮灌木和草本植物为主。超过８０％面积的土??地类型为耕地，农业种植制度多为一年两熟或三熟。秦岭一淮河一线以北为全年旱地作??物轮作的种植模式；而秦岭一淮河一线以南地区多采用水旱轮作的种植模式，“旱作”??指该地区在冬春季节（一般从１１月至翌年５月）主要种植旱地越冬作物。对于整个研??究区而言，小麦和油菜是种植面积最广的旱地作物。对小麦作物来说，大部分地区以种??植冬小麦为主，少部分地区种植春小麦。安徽、江苏两省的小麦种植面积常年都在２００??万公顷以上；湖北省的小麦种植面积较小，种植面积常年在１００万公顷左右。对于油菜??作物来说，本研究区是我国油菜的主产区和世界上最大的油菜生产带。其中湖北省油菜??种植面积约为Ｕ０万公顷左右，位居全中国首位。而安徽、江苏两省常年的油菜种植面??积也都迗到了?６０万公顷和５０万公顷。水旱轮作中的“水”即指该地区在夏秋季节以水??稻为主要粮食种植作物。近年来，三省平原地区的水稻种植面积合计超过了?６００万公??顷。水稻种植制度以单季稻为主，仅在安徽、湖北南部少部分地区种植双季稻。??密集的种植制度使得在该研究区内不同生长季的农业生产对光照水热等自然条件??

本研究在主要研究区内一共选择来自６４个土壤水分自动观测站的观测数据，这些数据??主要用作第四章里丨ｋｍ分辨率降尺度土壤含水量数据集的标准参考验证数据。在这６４??个观测站（图２－３）当中，江苏省共选择站点２９个，本研究所获数据观测时间段为２０１０??年１月１日一２０１３年８月３１日；安徽省共选择站点２４个，本研究所获数据观测时间??段为２０１１年１月１日－２０１４年１２月３１日；湖北省共选择站点１１个，本研究所获数据??观测时间为２０１４年１月１日－２０１６年１２月３丨日。本研究所有６４个土壤水分自动观测??站点分别位于６４个不同的ｌｋｍ分辨率ＭＯＤＩＳ像元当中，这使得本研究无法通过对站??点数据做空间升尺度［９１?］处理来降低不同数据集之间的空间尺度差异。因此为保证验证??结果的可靠性，所有被选择站点相对各自所属的ＭＯＤＩＳ?ｌｋｍ像元必须具有足够高的地??理空间特征代表性。基于以上考虑，本研究对自动观测站的选择标准如下：１）以５００ｍ??分辨率的ＭＯＤＩＳＭＣＤ１２Ｑ１?土地利用类型图为参考，被选择站点所属的ｌｋｍ像元下垫??面必须为地质均一、地形平坦（海拔低于２００ｍ）的透水地表；２）站点地理位置必须尽??量远离像元网格的边界地带，即尽量靠近网格中心。三省所有观测站的观测仪器均是由??中国华云技术公司开发生产

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2927346