土壤濕度影響諸多的環(huán)境、氣候、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)過(guò)程。以更高的分辨率觀測(cè)土壤濕度可以更高精度地實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、河流流域管理,更及時(shí)地監(jiān)測(cè)和預(yù)警滑坡和泥石流災(zāi)害。衛(wèi)星遙感觀測(cè)土壤濕度經(jīng)濟(jì)、便利、覆蓋廣泛,但無(wú)法避免觀測(cè)間隙。為實(shí)現(xiàn)高分辨率土壤濕度觀測(cè),必須有機(jī)融合多源異構(gòu)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。開(kāi)展土壤濕度遙感觀測(cè)前必須選擇合適的傳感器,這將面臨大量傳感器不盡相同的觀測(cè)能力為選擇帶來(lái)的困難。在選擇多光譜成像儀開(kāi)展土壤濕度觀測(cè)后,還需補(bǔ)足由于不良天氣和衛(wèi)星重訪間隔帶來(lái)的觀測(cè)間隙,才能滿足高分辨率觀測(cè)需求。這可以與時(shí)間連續(xù)的地面觀測(cè)數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn),但必須面臨二者大相徑庭的觀測(cè)尺度造成的土壤濕度觀測(cè)結(jié)果對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。要在沒(méi)有地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的區(qū)域彌補(bǔ)云霧遮擋導(dǎo)致的觀測(cè)間隙,可以融合SAR遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)以利用主動(dòng)微波遙感穿透云霧的優(yōu)勢(shì),但還需協(xié)調(diào)統(tǒng)一不同傳感器的土壤濕度觀測(cè)機(jī)理。因此,本文從土壤濕度遙感傳感器能力評(píng)價(jià)和聚類(lèi)、土壤濕度點(diǎn)面觀測(cè)數(shù)據(jù)融合建模、SAR-多光譜成像儀土壤濕度遙感數(shù)據(jù)融合建模三方面開(kāi)展研究,基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型提出了一種聚類(lèi)算法、兩種融合模型和算法,以依據(jù)土壤濕度潛在觀測(cè)能力評(píng)價(jià)及聚類(lèi)星載... 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?土壤濕度間隙補(bǔ)足研究趨勢(shì)（ａ）每年發(fā)表的論文數(shù)（ｂ）每年的引文數(shù)??

（ａ）?（ｂ）??圖１．２?土壤濕度間隙補(bǔ)足研究趨勢(shì)（ａ）每年發(fā)表的論文數(shù)（ｂ）每年的引文數(shù)??另外，Ｚｈａｎｇ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ（２０１６）提出的融合星地土壤濕度數(shù)據(jù)的方法，利用地??面原位土壤濕度傳感器的時(shí)間維連續(xù)觀測(cè)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)點(diǎn)面融合，再由點(diǎn)到面地拓??展，實(shí)現(xiàn)了完全缺失遙感影像時(shí)，恢復(fù)地面土壤濕度分布的目標(biāo)。在點(diǎn)面融合時(shí)，??該方法采用了線性模型建模遙感觀測(cè)的土壤濕度值和同一位置原位站點(diǎn)觀測(cè)的??土壤濕度值。??１．２．２．２．遙感土壤濕度降尺度方法??一系列旨在提高土壤濕度遙感空間分辨率的降尺度算法，通過(guò)融合高分辨率??的遙感數(shù)據(jù)和低分辨率的土壤濕度數(shù)據(jù)，達(dá)到提升土壤濕度遙感觀測(cè)空間分辨能??力的目的。在Ｗｅｂ?ｏｆ?Ｓｃｉｅｎｃｅ核心合集中搜索“ｓｏｉｌ?ｍｏｉｓｔｕｒｅ?ｄｏｗｎｓｃａｌｅ”，獲得的??結(jié)果顯示近年來(lái)該領(lǐng)域的研究成果逐年增多，研究熱度呈上升趨勢(shì)，如圖１．３。??７〇－｜?１６０〇１??６０－?１４００－??５０－?１２００－??ｔ－?１〇〇°－??３５－?｜?８００－??ｐ－?－?Ｉ?６００－?Ｉ??？?５１?〇ｒ〇ｒＸ??§＞〇〇〇§§〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇?Ｓ〇§〇〇〇〇〇§〇〇〇〇５〇〇５〇〇〇??（ａ）?（ｂ）??圖１．３?土壤濕度降尺度研究趨勢(shì)（ａ）每年發(fā)表的論文數(shù)（ｂ

最后，假設(shè)傳感器在仿真過(guò)程中一直進(jìn)行觀測(cè)并產(chǎn)生和回傳觀測(cè)數(shù)據(jù)，即這??－－圓錐形視場(chǎng)區(qū)域掃過(guò)的上述８大糧食產(chǎn)區(qū)的范圍均納入有效的觀測(cè)范圍。建立??好仿真場(chǎng)景后，ＳＴＫ軟件的界面如圖３．２所示。??圖３．２?ＳＴＫ仿真界面，曲線示衛(wèi)星軌道，圓圈示傳感器在地面的觀測(cè)范圍??建立好仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)空?qǐng)鼍昂退袀鞲衅骷捌湫l(wèi)星平臺(tái)的模型后，ＳＴＫ可以??在仿真時(shí)間段內(nèi)統(tǒng)計(jì)每個(gè)傳感器每次過(guò)境各個(gè)選定區(qū)域的時(shí)刻、過(guò)境時(shí)覆蓋到的??面積占該區(qū)域總面積的百分比、過(guò)境時(shí)持續(xù)的觀測(cè)時(shí)間，并以表格形式輸出這些??仿真結(jié)果。從這些統(tǒng)計(jì)記錄中即可提取出該傳感器在仿真時(shí)間段內(nèi)觀測(cè)上述每個(gè)??糧食產(chǎn)區(qū)的次數(shù)、最長(zhǎng)覆蓋時(shí)間、最大覆蓋時(shí)間間隔、最大覆蓋百分比和累積覆??蓋百分比，即傳感器能力仿真參數(shù)。結(jié)合上文采集的傳感器觀測(cè)能力設(shè)計(jì)參數(shù)，??驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需要的數(shù)據(jù)即收集完成。最終每個(gè)傳感器共有８?jìng)�(gè)觀測(cè)能力設(shè)計(jì)參數(shù)、??４０個(gè)觀測(cè)能力仿真參數(shù)，共計(jì)４８維觀測(cè)能力參數(shù)表達(dá)傳感器的土壤濕度遙感觀??測(cè)能力，完整的數(shù)據(jù)列表見(jiàn)本文附件（下載鏈接ｈｔｔｐ：／／ｐａｎ．ｂａｉｄｕ．ｅｏｍ／ｓ／ｌｓｌｓｉｚｘｊ）。??５９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]對(duì)地觀測(cè)網(wǎng)傳感器資源共享管理模型與方法研究[D]. 胡楚麗.武漢大學(xué) 2013



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