土壤水分遥感监测服务系统的研究进展
来源： http://www.soil17.net/ 更新时间：2013-1-23 11:32:21 阅读次
土壤水分是植物生长、发育的必要条件，也是估价水盐平衡、水土平衡的重要指标。它是灌溉管理和产量预测的重要参量。新疆属干旱、半干旱地区，地域辽阔，绿洲分散，用遥感技术实施对土壤水分进行宏观、快速监测是十分必要的，它对于各级政府生产决策和农业生产管理具有重要意义。
60年代末、70年代初，美国就研究了土壤水分对反射率的影响，发现干燥上壤有较高反射率。
1973年，日本扎幌研究5种土壤的的反射率，建立了兰波段和绿波段的胶片密度和含水量的多元回归方程。
印度国家遥感局利用1984年和1985年的MSS和TM资料的归一化植被指数评价了安得拉那邦某地的干旱程度。
80年代以来，国内外一些学者又探索用热红外波段估测土壤水分的方法。我国学者张仁华、田国良、魏文秋、卢志光、赵华昌，日本学者宇都宫都都做过研究。他们采用热惯量法，冠层温差法、作物缺水指数法，土层温差法等不同方法做了试验，但都有一定局限性。
也有学者（田国良、金亚秋等）用微波进行试验，用散射系数法监测土壤水分。但该方法也受地表粗糙度和植被覆盖的影响。
土壤水分受多种因素的影响，又有植被覆盖的干扰，因此，土壤水分遥感研究难度很大。这里重点介绍一种土壤水分光谱法。比起其它方法，该方法更着重于土壤水分与光谱的直接关系。对于植被的影响，采用遥感估测光学植被盖度，分解象元排除干扰法来提取土壤水分信息。这样更方便于大面积土壤水分遥感估测。
土壤水分遥感监测服务系统卫星遥感的数据量很大，一景TM数据量以所用3个波段计也达100多兆。一景新疆NOAA所用资料也有3兆多。要实现宏观快速监测土壤水分，必须建立计算机运行系统。
土壤水分监测系统服务系统包括图象库、图形库、土壤水分分析软件、基础数据库等。
初步可能提供的服务项目有土壤水分分级图、土壤水分影象图、土壤水分象元数据、土壤墒情分析和短期评估、土壤水分信息提取，各种土壤光谱和水分基础数据查询等。
TM资料价格昂贵，覆盖面相对较小，限于北京站接收半径制约，新疆大部分地区近期难于得到。因此，只能发挥NOAA卫星覆盖面大、时间频率高、价格低，乌鲁木齐能够接收的优势，实施气象卫星宏观快速土壤水分遥感监测服务。
研究成果及其新进展
提交的主要研究成果如下：
（1）土壤水分等级图（2）土壤水分影象图（3）土壤水分遥感监测模型（4）土壤水分遥感动态监测分析软件（5）土壤水分遥感监测报告文集。
取得的最新进展有：
（1）完成了利用土壤水分光谱法进行土壤水分遥感监测的实用研究。探讨了排除植被干扰的难题。
（2）提出了光学植被盖度新概念。这个量是基于卫星遥感器探测地物的光谱亮度计量的，排除了目测植被盖度的人为影响。更重要的它是绿色植物生物量的量度，几乎不含土壤信息。因此，这个量不只是排除植被干扰的关键参量，而且对作物估产，产草量遥感监测都有重要参考价值。
（3）借助于王积强先生的土水面蒸发比实验数据和我们的调查资料建立的土壤水分日蒸散模型有很好的实用价值。它可以方便地对匹配卫星数据的土壤水分样本数据进行订正，又可用于土壤旱情预测，对农业灌溉管理具有指导意义。
60年代末、70年代初，美国就研究了土壤水分对反射率的影响，发现干燥上壤有较高反射率。
1973年，日本扎幌研究5种土壤的的反射率，建立了兰波段和绿波段的胶片密度和含水量的多元回归方程。
印度国家遥感局利用1984年和1985年的MSS和TM资料的归一化植被指数评价了安得拉那邦某地的干旱程度。
80年代以来，国内外一些学者又探索用热红外波段估测土壤水分的方法。我国学者张仁华、田国良、魏文秋、卢志光、赵华昌，日本学者宇都宫都都做过研究。他们采用热惯量法，冠层温差法、作物缺水指数法，土层温差法等不同方法做了试验，但都有一定局限性。
也有学者（田国良、金亚秋等）用微波进行试验，用散射系数法监测土壤水分。但该方法也受地表粗糙度和植被覆盖的影响。
土壤水分受多种因素的影响，又有植被覆盖的干扰，因此，土壤水分遥感研究难度很大。这里重点介绍一种土壤水分光谱法。比起其它方法，该方法更着重于土壤水分与光谱的直接关系。对于植被的影响，采用遥感估测光学植被盖度，分解象元排除干扰法来提取土壤水分信息。这样更方便于大面积土壤水分遥感估测。
土壤水分遥感监测服务系统卫星遥感的数据量很大，一景TM数据量以所用3个波段计也达100多兆。一景新疆NOAA所用资料也有3兆多。要实现宏观快速监测土壤水分，必须建立计算机运行系统。
土壤水分监测系统服务系统包括图象库、图形库、土壤水分分析软件、基础数据库等。
初步可能提供的服务项目有土壤水分分级图、土壤水分影象图、土壤水分象元数据、土壤墒情分析和短期评估、土壤水分信息提取，各种土壤光谱和水分基础数据查询等。
TM资料价格昂贵，覆盖面相对较小，限于北京站接收半径制约，新疆大部分地区近期难于得到。因此，只能发挥NOAA卫星覆盖面大、时间频率高、价格低，乌鲁木齐能够接收的优势，实施气象卫星宏观快速土壤水分遥感监测服务。
研究成果及其新进展
提交的主要研究成果如下：
（1）土壤水分等级图（2）土壤水分影象图（3）土壤水分遥感监测模型（4）土壤水分遥感动态监测分析软件（5）土壤水分遥感监测报告文集。
取得的最新进展有：
（1）完成了利用土壤水分光谱法进行土壤水分遥感监测的实用研究。探讨了排除植被干扰的难题。
（2）提出了光学植被盖度新概念。这个量是基于卫星遥感器探测地物的光谱亮度计量的，排除了目测植被盖度的人为影响。更重要的它是绿色植物生物量的量度，几乎不含土壤信息。因此，这个量不只是排除植被干扰的关键参量，而且对作物估产，产草量遥感监测都有重要参考价值。
（3）借助于王积强先生的土水面蒸发比实验数据和我们的调查资料建立的土壤水分日蒸散模型有很好的实用价值。它可以方便地对匹配卫星数据的土壤水分样本数据进行订正，又可用于土壤旱情预测，对农业灌溉管理具有指导意义。
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