土壤水分對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義,對其監(jiān)測一直是人們十分關(guān)注的問題,遙感技術(shù)以其頻繁和持久的提供地表區(qū)域信息的優(yōu)勢,將成為區(qū)域土壤水分監(jiān)測的主要手段。本文以鹽漬化灌區(qū)—河套灌區(qū)為研究區(qū),采用2013年多時(shí)相Landsat8遙感影像數(shù)據(jù),結(jié)合野外采樣和室內(nèi)試驗(yàn),應(yīng)用決策樹分類法對研究區(qū)域土地利用類型、主要作物和林草地的植被結(jié)構(gòu)和鹽漬化程度進(jìn)行分類。研究年內(nèi)不同植被覆蓋區(qū)域下表層土壤水分反演方法的適用性,確定年內(nèi)不同植被覆蓋區(qū)域下表層土壤水分時(shí)空分布格局。研究結(jié)果對河套灌區(qū)遙感監(jiān)測表層土壤水分的時(shí)空變化具有理論意義和應(yīng)用價(jià)值。通過室內(nèi)試驗(yàn)和野外觀測,首先分析確定了農(nóng)田與鹽荒地表層土壤鹽漬化類型,農(nóng)田表層土壤的鹽漬化類型以硫酸鹽—氯化物為主,鹽荒地表層土壤的鹽漬化類型以氯化物為主,主要成分以氯化鈉為主。并分析了土壤質(zhì)地、土壤水分、土壤鹽分對土壤反射率的影響,探明了影響土壤反射率的主要因素為土壤水分和土壤鹽分,發(fā)現(xiàn)春季返鹽高峰期,鹽分是影響土壤反射率的主要因素。以多時(shí)相Landsat8遙感影像為數(shù)據(jù)源,采用決策樹分類法提取不同作物生育階段遙感影像的植被覆蓋區(qū)域,通過疊加分析確定了研究區(qū)域完整植被... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 我國糧食生產(chǎn)的自然資源制約因素
        1.1.2 灌區(qū)灌溉現(xiàn)狀及存在的問題
        1.1.3 農(nóng)田土壤水分監(jiān)測的重要性
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 土壤光譜特性的影響因素研究進(jìn)展
        1.2.2 裸露或低植被覆蓋下土壤水分反演研究進(jìn)展
            1.2.2.1 基于可見光-近紅外波段的土壤水分光譜法
            1.2.2.2 基于NIR-RED特征空間的垂直干旱指數(shù)法
            1.2.2.3 基于熱紅外波段的熱慣量法
        1.2.3 植被覆蓋下土壤水分反演研究
            1.2.3.1 基于可見光-近紅外波段反射率的植被指數(shù)法
            1.2.3.2 基于可見光-近紅外與熱紅外波段的溫度-植被指數(shù)法
            1.2.3.3 溫度植被干旱指數(shù)法TVDI的研究進(jìn)展
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況、野外調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 解放閘灌域基本概況
        2.1.2 地形地貌及水文地質(zhì)條件
        2.1.3 自然條件
        2.1.4 土壤條件
        2.1.5 農(nóng)作物種類
    2.2 野外調(diào)查
        2.2.1 農(nóng)田鹽漬化程度調(diào)查
        2.2.2 野外光譜測量
        2.2.3 作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)查
    2.3 室內(nèi)試驗(yàn)
        2.3.1 土壤理化性質(zhì)的測定
        2.3.2 土壤室內(nèi)光譜的測定
3 遙感數(shù)據(jù)的處理
    3.1 LANDSAT8間介
    3.2 輻射定標(biāo)與表觀反射率的轉(zhuǎn)化
        3.2.1 輻射定標(biāo)
        3.2.2 表觀反射率轉(zhuǎn)換
    3.3 大氣校正
        3.3.1 太陽輻射和地球輻射
        3.3.2 大氣吸收與大氣散射
        3.3.3 大氣校正
        3.3.4 6S模型簡介及應(yīng)用
            3.3.4.1 6S模型簡介
            3.3.4.2 6S模型的應(yīng)用
        3.3.5 大氣校正前后圖像比較
            3.3.5.1 反射率比較
            3.3.5.2 NDVI比較
            3.3.5.3 原因分析
        3.3.6 大氣校正后圖像與野外實(shí)測光譜比較
4 土壤鹽漬化特征分析
    4.1 土壤含鹽量及鹽分組成分析
        4.1.1 土壤全鹽量
        4.1.2 土壤鹽分陰離子構(gòu)成分析
        4.1.3 土壤鹽分陽離子構(gòu)成分析
        4.1.4 土壤鹽分構(gòu)成分析
    4.2 土壤全鹽量與電導(dǎo)率的關(guān)系
    4.3 土壤陽離子交換量分析
    4.4 土壤堿度分析
    4.5 小結(jié)
5 土壤質(zhì)地、鹽分、水分對土壤光譜的影響
    5.1 風(fēng)干土壤質(zhì)地對土壤光譜的影響
        5.1.1 土壤質(zhì)地分析
        5.1.2 土壤粘粒、粉粒、砂粒含量與土壤光譜反射率的相關(guān)性分析
        5.1.3 粘粒、粉粒、砂粒含量與光譜反射率各種變換形式的相關(guān)性分析
    5.2 風(fēng)干土壤鹽分對土壤光譜的影響
    5.3 對風(fēng)干土壤模擬不同含水率對土壤光譜的影響
    5.4 土壤水分、鹽分對土壤野外光譜的影響
    5.5 小結(jié)
6 地物分類
    6.1 遙感圖像分類簡介及圖像融合
        6.1.1 基于專家知識的決策樹分類
        6.1.2 遙感圖像融合
    6.2 決策分類樹
    6.3 植被覆蓋區(qū)域與非植被覆蓋區(qū)域的區(qū)分
        6.3.1 NDVI閾值(判別是否有植被生長)的確定
            6.3.1.1 純裸土像元的原始NDVI_(soil)的確定
            6.3.1.2 純植被像元的原始NDVI_(veg)的確定
            6.3.1.3 NDVI閡值(判別是否有植被生長)的確定
        6.3.2 解放閘灌域2013年有無植被覆蓋區(qū)域分類
    6.4 無植被覆蓋土地利用分類
    6.5 植被覆蓋下土地利用分類
        6.5.1 農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)分類
        6.5.2 不同程度鹽漬化農(nóng)田分類
            6.5.2.1 鹽漬化土壤圖像及光譜特征
            6.5.2.2 不同程度鹽漬化農(nóng)田分類
    6.6 分類圖像精度評價(jià)
        6.6.1 分類圖像精度評價(jià)方法
        6.6.2 分類圖像精度評價(jià)
    6.7 小結(jié)
7 裸地或低植被覆蓋農(nóng)田表層土壤水分反演
    7.1 纓帽變換
    7.2 SMMRS土壤水分監(jiān)測模型
        7.2.1 SMMRS土壤水分監(jiān)測模型簡介
        7.2.2 土壤線簡介
        7.2.3 土壤線的提取
        7.2.4 SMMRS土壤水分監(jiān)測模型計(jì)算
    7.3 濕度與SMMRS土壤水分監(jiān)測模型的關(guān)系分析
        7.3.1 4-6農(nóng)田土壤濕度分量與SMMRS值關(guān)系分析
        7.3.2 5-22、6-7農(nóng)田土壤濕度分量與SMMRS值關(guān)系分析
        7.3.3 10-29農(nóng)田土壤濕度分量與SMMRS值關(guān)系分析
        7.3.4 裸地或低植被覆蓋農(nóng)田土壤濕度分量與SMMRS值關(guān)系分析
    7.4 農(nóng)田土壤濕度分量、SMMRS值與土壤含水率的關(guān)系分析
    7.5 小結(jié)
8 植被覆蓋農(nóng)田表層土壤含水率反演
    8.1. TVDI法原理介紹及計(jì)算流程
        8.1.1 TVDI法原理介紹
        8.1.2 TVDI計(jì)算流程
    8.2 地表溫度的反演
        8.2.1 地表溫度的反演方法
        8.2.2 植被覆蓋度的計(jì)算
        8.2.3 地表比輻射率的估計(jì)
            8.2.3.1 地表比輻射率的估計(jì)方法
            8.2.3.2 地表比輻射率的估計(jì)
        8.2.4 溫度為T_s的黑體輻射亮度計(jì)算
        8.2.5 地表溫度的反演
    8.3 植被指數(shù)NDVI、EVI、GVI關(guān)系分析
    8.4 TVDI的計(jì)算
        8.4.1 植被指數(shù)與地表溫度特征空間散點(diǎn)圖
        8.4.2 特征空間散點(diǎn)圖干濕邊提取
        8.4.3 干濕邊方程擬合
    8.5 TVDI值與土壤含水量的關(guān)系
        8.5.1 由NDVI計(jì)算的TVDI值與土壤含水量的關(guān)系
        8.5.2 由EVI計(jì)算的TVDI值與土壤含水量的關(guān)系
    8.6 小結(jié)
9 結(jié)論與展望
    9.1 結(jié)論
    9.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3194611