土壤水分监测方法的介绍与意义
土壤水分在农业生产中的重要性是不用多说的,土壤水分是农作物发芽、生长、发育的最基本条件。它对降水径流过程有重要影响。土壤水分也是灌溉管理和产量预报模式中的重要参量。因此,监测土壤水分一直是人们十分关注的问题,土壤水分监测系统可实现对土壤水分的监测与管理。
经典的土壤水分测量方法,如称重法,中子水分探测法等,因为采样速度较慢,范围有限,因此限制了它的应用范围。在农水管理中往往需要迅速而大面积地知道土壤水分分布,这对常规方法来说是难以实现的。遥感技术可以迅速、大面积、多时相地获得地面信息。
因此,研究用遥感方法监测土壤水分是十分重要而有意义的工作。但由于影响因素很多,给遥感监测土壤水分带来一定困难,因而迄今为止,还没有一种真正实用的监测土壤水分的方法,目前,在这个领域的所有工作都是实验性的,或研究性的。
为解决这个问题,人们探讨了可见一近红外、热红外及微波波段遥感监测土壤水分的可能性。在0.3一3.0释m区段所接收的信息是反射太阳的辐射。在这个光谱区,不同类型的裸露土壤的反射率一般随波长的增加而增加,不同类型土壤的反射率也不同。对于给定的土壤类型,反射率随水分含量的增加而减少。但是不同类型土壤间的反射率差别,可能和不同土壤水分引起的差别一样大,或者更大,加上太阳高度、大气条件和表面状况等引起的误差,要定量估算土壤水分是比较困难的。
许多研究表明,确定土壤水分的红外波段遥感是相当有希望的。人们普遍认为微波遥感将会有效地监测土壤水分。因此,微波遥感监测土壤水分的研究引起了普遍的关注。在美国制定的用空间遥感技术进行农业和资源调查的联合计划—AgRISTARS中,专门制定了土壤水分监测计划,其主要手段即是微波遥感。
在过去的10年间,在土壤水分的遥感监测方面,人们做了大量工作,发展了一些实验和理论模型,将遥感数据和气象、水文资料用模型结合起来,取得了一些结果,推进了这个领域的研究t8一lzjo本文以河南省境内的黄河下游平原地区为例,分析了几种遥感监测土壤水分的方法,对其优缺点及存在的问题进行了比较和评价,并结合我国国情选出了比较好的监测方法。