基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型实验分析

《基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型实验分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、图目录图1．1研究的技术线路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7图2．1中红外探测器响应曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13图3．1研究区地理位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图4．1不同含水量的土壤热红外发射率光谱曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20图4-2土壤水分诊断指数s／孑与土壤水分含量的相关性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。22图4-3检验样本土壤水分含量实测值与预测值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．24图44土壤水分含量与水分

2、诊断指数对数拟合模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．24图4．5不同含水量土壤的发射率光谱在ASTER数据波段区间的光谱特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯．26图4．6典型样品发射率数据模拟ASTER热红外波段的光谱特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一28图4．7模拟后检验样本土壤水分含量实测值与预测值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29图4．8模拟后土壤水分含量与水分诊断指数对数拟合模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30V1表目录表2．1常温(20℃)下波长为8～14lxm自然物体的比辐射率(发射率)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11表4-1不同水分诊断指数最敏感波

3、段分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．22表4．2土壤水分含量与水分诊断指数的拟合模型表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23表4-3ASTER的热红外波段及其光谱范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26表44模拟ASTER热红外通道数据选取波长范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．27表4．5模拟后水分诊断指数与土壤水分含量敏感性分析结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28表4_6模拟后土壤水分含量与水分诊断指数的拟合模型表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29VII学位论文独创性声明本人郑重声明：1、坚持以“求实、创

4、新"的科学精神从事研究工作。2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。3、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。4、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。5、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。作者签名：丛登日期：厶!l学位论文使用授权声明本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校

5、图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名：垒聋日期：盘：(第1章绪论1-1研究目的与意义土壤含水量是水文学、气象学以及农业科学研究领域的一个重要参数，而区域性土壤含水量监测是农田水资源管理以及农作物旱情监测的一项重要内容，也是陆面过程研究必不可少的一个参量，对改善区域及全球气候模式和预报结果起着非常重要的作用。同时，土壤含水量也是流域汇水计算与模拟以及洪水预测预报必不可少的重要参数。因此，深入研究土壤水分含量监测方法，提高土壤

6、含水量的监测精度，具有重要的科学和实用意义。传统的土壤水分监测方法，主要有土钻取土称重法、土壤湿度计法、中子水分探测法、TDR法(时域反射)等。这些土壤水分测定方法，虽然能测定多个土层的土壤水分，精确性也较高，但都是以点测量为基础，费时、费力，所有这些测定方法难以揭示土壤含水量的空间分异特征。而遥感技术的发展为区域性土壤含水量的实时动态监测提供了可能。遥感技术的发展，为实现大范围地区土壤水分含量的实时或准实时动态监测提供了条件。利用遥感方法获取土壤水分信息，其原理是通过测量由土壤表面发射或反射的电磁波能量，据此建立遥感参

7、数与土壤水分含量之间的关系，从而实现对土壤水分含量的反演。利用遥感技术监测土壤水分的长处，主要在于可以反映土壤水分在空间上的分布状况和时间上的变化情况，并具有监测范围广、速度快、成本低、可以进行长期动态监测等优点，因而目前越来越受到人们的重视。但是，由于由遥感所获取的参数与土壤水分含量之间的关系非常复杂，因此应用遥感方法获取土壤水分信息仍是目前没有完全解决的问题。但相对来说，基于土壤热学特性、并对土壤水分较敏感的热红外遥感，已逐渐成为监测土壤水分含量的主要方法，国内外的许多研究已证明，它在土壤水分含量监测中有很大的潜力和

8、应用前景。本实验的目的是以室内实验的方法，通过仿自然态土样的制备、土壤发射率的测定、土壤水分含量的测定，揭示不同水分含量的土壤热红外辐射特征，从而建立基于地表热红外辐射特征的土壤水分估算模型。模拟ASTER卫星热红外通道数据，阐述其光谱特征，建立估算模型。其成果可以为卫星传感器波段的选择提供科学的依据，为进一步开展星