基于光学和SAR数据的土壤表面粗糙度反演研究
发布时间：2021-09-23 08:45
土壤表面粗糙度影响入射电磁波的反射和散射特性,控制裸土表面的能量平衡,在气象、水文、农业、地质和行星科学中有着至关重要的作用。目前,土壤表面粗糙度参数的准确获取仍然是定量遥感研究中的难点之一。论文在科技部基础性工作专项“测绘地物波谱本底数据库建设”、国家自然科学基金项目“被动微波遥感土壤水分反演精度与空间异质特征的相关研究”的资助下,依托中国科学院长春净月潭遥感实验站开展研究工作。基于自然农田裸土表面的光谱反射率观测实验、二向性反射特性观测实验,以及星地同步实验,进行土壤表面粗糙度反演研究。主要研究成果如下:（1）开展了大量的光谱测量实验和农田土壤表面粗糙度测量实验,分析了农田土壤表面反射率光谱随着土壤类型、土壤表面结构等因素变化的规律;形成了一套行之有效的农田土壤表面粗糙度测量和计算方法,开发了“农田土壤表面粗糙度计算系统”软件。（2）采用大量的理论模拟对随机粗糙农田表面结构进行了再现,采用“有效粗糙度因子Zg”作为通用参数,统一了雷达后向散射模型和光学二向性反射模型中的粗糙度输入参数。建立了不同表面分布函数（高斯、指数、分形）下,组合粗糙度参数Zg与平均坡度?之间的换算表达式,实现...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)吉林省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文技术路线
第 2 章 粗糙土壤表面的反射与散射特性与基础理论第 2 章 粗糙土壤表面的反射与散射特性与基础理论 土壤表面粗糙度的基本概念对于农田裸土表面而言，土壤表面粗糙度在大尺度上表现为周期性变例如耕作后形成的沟垄分布，它被视为一种定向粗糙度；在小尺度上，同颗粒团聚体的非定向空间分布，称作随机粗糙度。本研究中的“土壤度”泛指随机粗糙表面的粗糙程度。
相关长度一定时，较小的Zg 对应较小的较大的均方根高度或较小的 。新耕作根高度较大，表面相关长度适中， 值侵蚀的土壤表面，均方根高度较大，表值适中。光滑土壤表面一般均方根高度较小。只有表面当均方根的值很小，表面取值较大。2.1.5 平均坡度角本研究采用的 10m 的剖面长度和 1和指数分布表面高程的模拟，再根据平坡度值，如图 2.2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Predicting Surface Roughness and Moisture of Bare Soils Using Multiband Spectral Reflectance Under Field Conditions[J]. CHEN Si,ZHAO Kai,JIANG Tao,LI Xiaofeng,ZHENG Xingming,WAN Xiangkun,ZHAO Xiaowei. Chinese Geographical Science. 2018(06)
[2]利用多时相Sentinel-1 SAR数据反演农田地表土壤水分[J]. 何连,秦其明,任华忠,都骏,孟晋杰,杜宸. 农业工程学报. 2016(03)
[3]关键陆表参数遥感产品真实性检验方法研究进展[J]. 吴小丹,闻建光,肖青,李新,刘强,唐勇,窦宝成,彭菁菁,游冬琴,李小文. 遥感学报. 2015(01)
[4]利用双极化微波遥感数据反演土壤水分的新方法[J]. 余凡,李海涛,张承明,万紫,刘江,赵颖. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(02)
[5]农田表面粗糙度参数的测量与精度分析[J]. 郑兴明,赵凯,李晓洁. 地球信息科学学报. 2013(05)
[6]多角度遥感估算稀疏团粒分布型土壤表面粗糙度方法初探[J]. 亢阳卉,王锦地,周红敏,刘艳. 遥感学报. 2013(01)
[7]微波遥感地表参数反演进展[J]. 施建成,杜阳,杜今阳,蒋玲梅,柴琳娜,毛克彪,徐鹏,倪文俭,熊川,刘强,刘晨洲,郭鹏,崔倩,李云青,陈晶,王安琪,罗禾佳,王殷辉. 中国科学:地球科学. 2012(06)
[8]基于激光三角法的地表粗糙度测试仪的研制[J]. 李晓洁,赵凯,郑兴明. 农业工程学报. 2012(08)
[9]近红外波段（900—2500nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
[10]分离悬浮质影响的光学波段（400—900nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
博士论文
[1]基于可见-近红外波段反射率估算表层土壤含水量[D]. 刁万英.中国农业大学 2016
[2]集成光学与微波遥感苏打盐碱地水盐含量反演方法研究[D]. 李洋洋.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2014
[3]基于裸露地表辐射传输模型的粗糙度反演与地形校正[D]. 徐元柳.中国地质大学（北京） 2009
本文编号：3405404
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)吉林省
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
论文技术路线
第 2 章 粗糙土壤表面的反射与散射特性与基础理论第 2 章 粗糙土壤表面的反射与散射特性与基础理论 土壤表面粗糙度的基本概念对于农田裸土表面而言，土壤表面粗糙度在大尺度上表现为周期性变例如耕作后形成的沟垄分布，它被视为一种定向粗糙度；在小尺度上，同颗粒团聚体的非定向空间分布，称作随机粗糙度。本研究中的“土壤度”泛指随机粗糙表面的粗糙程度。
相关长度一定时，较小的Zg 对应较小的较大的均方根高度或较小的 。新耕作根高度较大，表面相关长度适中， 值侵蚀的土壤表面，均方根高度较大，表值适中。光滑土壤表面一般均方根高度较小。只有表面当均方根的值很小，表面取值较大。2.1.5 平均坡度角本研究采用的 10m 的剖面长度和 1和指数分布表面高程的模拟，再根据平坡度值，如图 2.2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]Predicting Surface Roughness and Moisture of Bare Soils Using Multiband Spectral Reflectance Under Field Conditions[J]. CHEN Si,ZHAO Kai,JIANG Tao,LI Xiaofeng,ZHENG Xingming,WAN Xiangkun,ZHAO Xiaowei. Chinese Geographical Science. 2018(06)
[2]利用多时相Sentinel-1 SAR数据反演农田地表土壤水分[J]. 何连,秦其明,任华忠,都骏,孟晋杰,杜宸. 农业工程学报. 2016(03)
[3]关键陆表参数遥感产品真实性检验方法研究进展[J]. 吴小丹,闻建光,肖青,李新,刘强,唐勇,窦宝成,彭菁菁,游冬琴,李小文. 遥感学报. 2015(01)
[4]利用双极化微波遥感数据反演土壤水分的新方法[J]. 余凡,李海涛,张承明,万紫,刘江,赵颖. 武汉大学学报(信息科学版). 2014(02)
[5]农田表面粗糙度参数的测量与精度分析[J]. 郑兴明,赵凯,李晓洁. 地球信息科学学报. 2013(05)
[6]多角度遥感估算稀疏团粒分布型土壤表面粗糙度方法初探[J]. 亢阳卉,王锦地,周红敏,刘艳. 遥感学报. 2013(01)
[7]微波遥感地表参数反演进展[J]. 施建成,杜阳,杜今阳,蒋玲梅,柴琳娜,毛克彪,徐鹏,倪文俭,熊川,刘强,刘晨洲,郭鹏,崔倩,李云青,陈晶,王安琪,罗禾佳,王殷辉. 中国科学:地球科学. 2012(06)
[8]基于激光三角法的地表粗糙度测试仪的研制[J]. 李晓洁,赵凯,郑兴明. 农业工程学报. 2012(08)
[9]近红外波段（900—2500nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
[10]分离悬浮质影响的光学波段（400—900nm）水吸收系数测量[J]. 邓孺孺,何颖清,秦雁,陈启东,陈蕾. 遥感学报. 2012(01)
博士论文
[1]基于可见-近红外波段反射率估算表层土壤含水量[D]. 刁万英.中国农业大学 2016
[2]集成光学与微波遥感苏打盐碱地水盐含量反演方法研究[D]. 李洋洋.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2014
[3]基于裸露地表辐射传输模型的粗糙度反演与地形校正[D]. 徐元柳.中国地质大学（北京） 2009
本文编号：3405404
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