【摘要】：土壤含水量是影響水文和氣候變化的基本參數(shù),研究土壤含水量分布,對氣候變化、水資源分布、農(nóng)作物估產(chǎn)等有著重要的現(xiàn)實意義和科學價值。本文以2015年6月21日的Sentinel-1A(哨兵1號)雙極化合成孔徑雷達影像為基礎,結(jié)合同時段輔助光學影像Landsat 8,對北安—黑河高速沿線地區(qū)不同植被覆蓋程度下復雜地表土壤含水量進行反演研究,探討不同極化組合方式在不同土地利用方式下的土壤水分含量反演結(jié)果。結(jié)果表明:VH極化及VH與輔助變量NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)組合反演精度分別為52.1%和53.6%,整體效果并不理想。VV極化(VV Polarization)圖像和雙極化VV/VH(VH Polarization)組合在裸露和低植被地區(qū)反演更具有優(yōu)勢,其精度分別為75.4%和59.5%,而在高植被覆蓋度地區(qū)并不適用。VH極化反演結(jié)果中耕地土壤含水量比實際值低9.37%,VV極化在低植被區(qū)域土壤含水量比實際值低10.45%,在灌木及耕地地區(qū)VV/VH反演結(jié)果精度比單極化及其組合反演結(jié)果低,最高精度模型的反演是VV結(jié)合NDVI。VV與輔助變量NDVI結(jié)合能綜合反映復雜地表環(huán)境下土壤含水量,其精度達84%,標準誤差RMSE為2.07,比VV極化反演精度提高8.8%,RMSE比VV極化降低2.704。VV與輔助變量NDVI組合方式在中等植被覆蓋地區(qū)土壤含水量反演更具有優(yōu)勢,并能夠更好地發(fā)揮哨兵1號C波段合成孔徑雷達在土壤水分研究中的潛力與有效性。
[Abstract]:Soil water content is the basic parameter that affects hydrology and climate change. The study of soil water content distribution has important practical significance and scientific value to climate change, water resources distribution, crop yield estimation and so on. This paper is based on the Sentinel-1A (Sentinel 1) dual-polarization synthetic aperture radar image of June 21, 2015. With the aid of optical image Landsat 8 at the same time, the soil moisture content of complex surface in different vegetation coverage areas along Bei'an-Heihe high speed is studied. The inversion results of soil moisture content under different land use patterns were discussed in this paper. The results show that the inversion accuracy of the combination of VH and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) is 52.1% and 53.6%, respectively. The whole effect is not ideal. The combination of VV polarization (VV Polarization) image and dual-polarization VV/VH (VH Polarization) has more advantages in bare and low-vegetation areas. The precision is 75.4% and 59.5%, respectively. However, in the high vegetation coverage area, the soil moisture content of cultivated land is 9.37% lower than the actual value, and 10.45% lower than the actual value in the low vegetation area, and 10.45% in shrub and cultivated land. The accuracy of the VV/VH inversion results in the region is lower than that of the single-polarization and its combination inversion results. The inversion of the highest precision model is that VV combined with NDVI.VV and auxiliary variable NDVI can comprehensively reflect soil water content in complex surface environment. The precision is 84 and the standard error RMSE is 2.07, which is more accurate than that of VV polarization inversion, which is better than the combination of VV polarization reduction 2.704.VV and auxiliary variable NDVI in the inversion of soil water content in middle vegetation covered area. The potential and effectiveness of Sentinel 1 C-band synthetic Aperture Radar (SAR) in soil moisture research can be better developed.
【作者單位】： 東北林業(yè)大學森林作業(yè)與環(huán)境研究中心;東北林業(yè)大學土木工程學院;四川農(nóng)業(yè)大學資源學院;
【分類號】：S127;S152.7

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本文編號：2202020