本文關鍵詞：基于多源遙感數(shù)據(jù)的白龍江流域土壤水分反演研究

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【摘要】：白龍江流域位于甘肅省南部,是長江上游的水源區(qū)和生態(tài)屏障,是我國泥石流最為嚴重的地區(qū)之一,區(qū)內水土流失嚴重,生態(tài)環(huán)境十分脆弱。土壤水分作為泥石流發(fā)生的前期降水的有效組織形式,對泥石流的形成、發(fā)生有至關重要的作用。因此,實時掌握白龍江流域的土壤水分含量狀況,一定程度上填補了該區(qū)土壤水分研究工作的空白,對該區(qū)泥石流災害危險性評價和監(jiān)測預警工作具有重要的現(xiàn)實意義和科學意義。除此之外,土壤水分是監(jiān)測土壤質量的一個重要指標,是作物生長的控制性因子之一,不僅是植被和作物直接的供水資源,決定農業(yè)生產力,而且控制和調節(jié)著大氣與地面之間的相互作用,對氣候變化、氣象預報、水文模擬、農業(yè)生產等都具有重要的意義。 傳統(tǒng)的土壤水分監(jiān)測都是基于點狀分布的人工手動或者自動觀測,無法反映一定區(qū)域土壤水分的空間分布狀態(tài)�！�3S”技術的發(fā)展和成熟,為大范圍的、實時的土壤水分動態(tài)監(jiān)測提供了可能性。因此,采用可拓展的土壤水分遙感反演模型,開展基于遙感技術的土壤水分定量反演研究,不僅在一定程度上有利于豐富和完善泥石流發(fā)生理論與危險性評價方法,對生態(tài)環(huán)境保護和重建具有十分重要的意義,而且對于研究區(qū)的農業(yè)生產建設、地下水資源優(yōu)化配置、生態(tài)經濟可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實指導意義和科學價值。 本文在充分研究了當前土壤水分光學遙感反演方法的基礎上,綜合分析研究區(qū)的地形、土壤、植被等特征,并考慮反演結果空間尺度方面的要求,決定首先以白龍江流域武都段為重點研究區(qū)域,利用LandsatETM+、ASTER兩種遙感數(shù)據(jù),結合野外采樣數(shù)據(jù),采用溫度植被干旱指數(shù)法(TVDI),反演流域武都段兩種數(shù)據(jù)基礎上的土壤水分,并對反演結果進行精度對比。結果表明,基于LandsatETM+數(shù)據(jù)反演得到的土壤水分結果精度較高,并且具有更高的空間分辨率。所以選擇LandsatETM+數(shù)據(jù),并結合MODIS1B數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù),將該反演方法推廣到整個白龍江流域,構建0-20cm、20-40cm、40-60cm以及0-40cm、0-60cm五個深度的土壤水分反演模型,最終得到了全流域不同深度的土壤水分空間分布數(shù)據(jù)。利用GIS空間分析功能和單因素方差分析方法,分別對土地利用類型、坡向對土壤水分的影響進行了分析,發(fā)現(xiàn)不同的坡向、土地利用類型對土壤水分有很顯著地影響,不同坡向的土壤水分平均值呈現(xiàn)出陰坡半陰坡半陽坡陽坡的趨勢,不同土地利用類型的土壤水分平均值表現(xiàn)出林地草地耕地的特征,工礦居民用地由于多為城鄉(xiāng)建設用地,土壤水分表現(xiàn)為最低值。結合TVDI指數(shù)、綜合降水信息的地形濕度指數(shù)、坡向、土地利用類型因子,利用多元線性回歸的方法,在不同深度上構建了在地理因子共同輔助作用下的土壤水分綜合回歸反演模型,并對模型進行了精度評價。結果表明,土壤水分含量是一個多因素共同作用的結果,綜合回歸模型在一定程度上提高了土壤水分反演結果的精度。本文最終研究結果為：利用TVDI回歸模型和綜合回歸模型兩種方法,反演得到了白龍江流域在0-20cm、20-40cm、40-60cm以及0-40cm、0-60cm五個土壤深度的土壤水分空間分布數(shù)據(jù)。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S152.7;P237

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本文編號：1233262