基于LSMEM模型的黑河流域土壤含水量遥感反演研究

发布时间：2017-12-17 11:06

  本文关键词：基于LSMEM模型的黑河流域土壤含水量遥感反演研究

  更多相关文章： 辐射传输 AMSR-E 土壤含水量 遥感反演 黑河流域

【摘要】：土壤含水量是理解地表-大气交互的重要因子,大尺度高精度的土壤含水量的测定对于农业生产、天气预报以及旱涝灾害监测等都具有重要的参考价值。传统地表实测精度较高,但仅能代表观测点的瞬时状态,难以推广至其他时空,借助于遥感平台并结合特定的模型和算法,可以得到时空大尺度土壤含水量分布状况,为研究陆表间要素的能量交换和循环提供可靠的依据。本研究基于辐射传输理论,使用AMSR-E日观测亮温数据,以我国西北内陆黑河流域作为研究区,详细分析了地表、植被和大气对地表辐射传输的影响,测试了陆表微波发射模型LSMEM中参数的敏感性,对植被光学厚度t和单散射返照率w进行了修正,并使用改进后的LSMEM模型对整个流域的土壤含水量进行了反演。结果表明,黑河流域的土壤含水量分布呈现由北向南逐渐增大的趋势,其北部荒漠/半荒漠区土壤平均含水量为0.02~0.05,南部上游(青海祁连山区)高海拔区和中游(甘肃民乐、山丹、临泽等)冲积平原区以及下游(内蒙古阿拉善盟)流经区域周边的土壤含水量较高,其均值约为0.2,最大可达0.3,经与流域中部的临泽和花寨子/盈科的地表实测数据比较,反演结果和实测数据在时间序列上具有相同的变化趋势,在空间上具有较好的一致性。除使用地面实测数据验证反演结果外,与VIC水文模拟结果在流域尺度上也进行了比较,结果表明,VIC模拟结果普遍高于本文研究,相关性分析表明二者在流域的大部分区域具有良好的正相关性,部分区域的皮尔逊相关系数r高达0.9。本文还对同样基于辐射传输理论和AMSR-E平台的土壤含水量产品—NASA的AMSR-E Level 3数据集以及VUA的LPRM数据集进行了对比分析,结果表明,本文研究与Level 3数据集和VUA数据集呈现相同的土壤含水量分布趋势,其平均含水量与Level 3数据较为接近,在部分区域可达到完全的正向相关(r(28)1);而VUA数据集在整个流域的值普遍偏高且变化较大,对其与本文研究的相关性分析表明二者仅在少数区域具有相关性。本研究的创新点在于:1)提出了一种植被光学厚度参数改进方法,验证了土壤含水量敏感度分析结果,提升了植被区土壤含水量反演精度;2)使用皮尔逊相关分析法分析比较了VIC模拟结果、AMSR-E level 3数据集和VUA数据集,在时空大尺度上对本文结果进行了验证。本研究通过反演改进的LSMEM模型获得了黑河流域土壤含水量,使用实测点数据和流域尺度数据集验证了其可靠性,但反演结果的精度仍然可以进一步提升,对深层土壤含水量的研究将是进一步研究的重点。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S152.7;S127

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴文义,尉永平;瓶筒法快速测定土壤含水量[J];山西水利科技;2001年04期

2 李美婷;武红旗;蒋平安;卢响军;付彦博;;利用土壤的近红外光谱特征测定土壤含水量[J];光谱学与光谱分析;2012年08期

3 朱鹤健;;栽培冬作物时土壤的镇压(摘要)[J];西北农业科学;1958年01期

4 洪重光;硫酸注射法快速测定土壤含水量[J];土壤通报;1960年02期

5 ;怎样测定土壤含水量[J];农田水利;1960年04期

6 孙福廷;电阻值法测土壤含水量[J];吉林水利;2002年07期

7 张成才,吴泽宁,余弘婧;遥感计算土壤含水量方法的比较研究[J];灌溉排水学报;2004年02期

8 左玉萍,贾志宽;土壤含水量对秸秆分解的影响及动态变化[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2004年05期

9 张学礼,胡振琪,初士立;土壤含水量测定方法研究进展[J];土壤通报;2005年01期

10 徐玉英;土壤含水量计算方法[J];东北水利水电;2005年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王二虎;仝文伟;鲁建立;霍继超;王娟;;暴雨过程对不同深度土壤含水量的影响分析[A];第27届中国气象学会年会现代农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2010年

2 王春梅;左强;杨鹤松;;应用随机组合方法分析不同尺度表层土壤含水量合理取样数目[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第二分册[C];2005年

3 武红旗;李美婷;蒋平安;卢响军;付彦博;;北疆典型盐渍土土壤含水量光谱特征研究[A];面向未来的土壤科学（上册）——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

4 匡亚红;陆桂华;吴志勇;;中国近60年模拟土壤含水量时空特征分析[A];中国水文科技新发展——2012中国水文学术讨论会论文集[C];2012年

5 纪瑞鹏;班显秀;张淑杰;张玉书;冯锐;陈鹏狮;;基于遥感的农田土壤含水量面预报方法研究[A];中国气象学会2006年年会“卫星遥感技术进展及应用”分会场论文集[C];2006年

6 杨云贵;寇建村;赵昆;;土壤含水量对草坪草出苗和早期生长的影响[A];草坪与地被科学进展论文汇编[C];2006年

7 邹洪涛;黄毅;张玉龙;孙占祥;;东北风沙半干旱区不同栽培模式春播前土壤墒情变化的研究[A];中国农作制度研究进展2008[C];2008年

8 顾静;;西安地区麦地不同降水年份土壤含水量研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

9 张素芳;马礼;;坝上高原林草地表层土壤含水量对比研究[A];自然地理学与生态安全学术论文摘要集[C];2012年

10 王学军;李怀耿;崔少君;;土壤含水量监测与智能灌溉系统应用研究[A];济宁市技术创新与可持续发展论文选编[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 刘凯;挖掘灌溉潜力 打赢抗旱战役[N];运城日报;2009年

2 瞿可;内涝地小麦这样种[N];农民日报;2003年

3 赵永春;农田保墒是关键[N];沈阳日报;2006年

4 府谷县园艺站 郝里子;旱作果园咋保墒[N];陕西科技报;2008年

5 记者 张梅　实习生 颜薇;我省部分地区旱情持续[N];陕西日报;2009年

6 记者 李宁波;一场雨雪润了干渴运城[N];山西日报;2009年

7 周鸿彩;天麻的生殖特性[N];云南科技报;2008年

8 记者 许怡平;全市旱情基本解除[N];安庆日报;2011年

9 杨建辉;华池伏旱加剧 45万亩大秋作物面临威胁[N];甘肃经济日报;2007年

10 正定县农牧局 刘丽云;小麦遇大旱 春季巧施肥[N];河北科技报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 刁万英;基于可见-近红外波段反射率估算表层土壤含水量[D];中国农业大学;2016年

2 朱鹤;面向农业用水管理的土壤含水量多源数据同化方法与应用研究[D];中国水利水电科学研究院;2016年

3 王向华;基于LSMEM模型的黑河流域土壤含水量遥感反演研究[D];中国地质大学(北京);2017年

4 鲁清林;旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响[D];甘肃农业大学;2014年

5 王立权;雪被—农田土壤复合系统复杂性分析及水热互作效应研究[D];东北农业大学;2014年

6 陈俊英;污灌土壤斥水性的机理研究[D];西北农林科技大学;2010年

7 周萍;高光谱土壤成分信息的量化反演[D];中国地质大学（北京）;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙艳茹;山东烟区绿肥作物冬牧70黑麦生长的适宜水分温度条件研究[D];中国农业科学院;2015年

2 张正;电容法原位估测植物根系生物量应用研究[D];西北农林科技大学;2015年

3 祝倩;晋西北黄土区三种植被类型土壤含水量变化特征研究[D];山西大学;2014年

4 张广波;基于3S技术的苹果园信息提取与管理系统开发[D];山东农业大学;2015年

5 徐志松;温度对韭菜迟眼蕈蚊储存蛋白的影响和土壤含水量对该害虫生存与生殖的影响[D];山东农业大学;2015年

6 柯丽娟;遥感反演土壤含水量在灌溉用水管理中的应用研究[D];兰州交通大学;2015年

7 金梦婷;基于合成孔径雷达卫星数据反演表层土壤含水量的研究[D];杭州师范大学;2016年

8 王健美;基于环境卫星数据的彰武地区干旱反演模型研究[D];沈阳农业大学;2016年

9 贾秋洪;低丘红壤区农田小气候特征及土壤水分动态模拟[D];南京信息工程大学;2016年

10 曾令军;基于SAR图像的输电走廊含水量分布信息提取方法研究[D];电子科技大学;2016年

，

本文编号：1299862