基于物候特征的农田土壤表层含水率遥感反演

【目的】土壤水分是作物生长的必要条件,反演土壤含水率对监测土壤墒情、减少作物受渍害程度、提高作物产量具有重要意义。【方法】建立了一种结合作物物候特征的农田土壤表层含水率遥感反演方法。首先基于预处理后的Sentinel-1 SAR影像获得入射角数据和VV极化条件下的总后向散射系数,并从环境卫星影像提取相应日期的作物植被覆盖指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)。然后基于入射角、后向散射系数和NDVI,通过水云模型得到去除植被影响后的后向散射系数。结合研究区内作物物候特征,分生育阶段建立后向散射系数与土壤相对体积含水率之间的关系,并建立适用于研...

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Published inGuanʻgai paishui xuebao Vol. 40; no. 10; pp. 1 - 9
Main Authors ZHANG, Xiaochun, LIU, Hairuo, YAN Yihui, TANG, Rong, ZHANG, Yu
Format Journal Article
LanguageChinese
Published Xinxiang City Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS) Farmland Irrigation Research Institute Editorial Office of Journal of Irrigation and Drainage 01.10.2021
武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072%长江水利委员会长江科学院 空间信息技术应用研究所,武汉 430010
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ISSN1672-3317
DOI10.13522/j.cnki.ggps.2021195

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Summary:【目的】土壤水分是作物生长的必要条件,反演土壤含水率对监测土壤墒情、减少作物受渍害程度、提高作物产量具有重要意义。【方法】建立了一种结合作物物候特征的农田土壤表层含水率遥感反演方法。首先基于预处理后的Sentinel-1 SAR影像获得入射角数据和VV极化条件下的总后向散射系数,并从环境卫星影像提取相应日期的作物植被覆盖指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)。然后基于入射角、后向散射系数和NDVI,通过水云模型得到去除植被影响后的后向散射系数。结合研究区内作物物候特征,分生育阶段建立后向散射系数与土壤相对体积含水率之间的关系,并建立适用于研究区域作物物候特征的反演模型。【结果】根据2种轮作作物冬小麦和夏玉米物候特征分为4个时间段函数,分别为冬小麦的播种—分蘖期、越冬期、返青期—成熟期,和夏玉米的全生育期。分生育期阶段选取部分实测点土壤含水率数据进行计算,得到各时间段的土壤含水率与后向散射系数关系的经验方程,其线性相关系数分别达到0.40、0.80、0.91和0.79。通过提取固镇县与利辛县的作物种植结构,结合经验方程反演得到研究区农田土壤表层含水率分布图。基于剩余部分实测土壤含水率数据分别对反演模型进行验证,结果显示冬小麦全生育期总的复相关系数为0.73,夏玉米全生育期总的复相关系数为0.82。【结论】通过结合物候特征分生育阶段建立函数,为农作物种植区域的土壤表层含水率反演提供一种快速准确的方法。
Bibliography:ObjectType-Article-1
SourceType-Scholarly Journals-1
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content type line 14
ISSN:1672-3317
DOI:10.13522/j.cnki.ggps.2021195