高分辨率SAR影像裸土信息提取及土壤含水量反演初探.pdf

1、土壤含水量是氣象學、土壤學、水文學、生態(tài)學等領域所關注和研究的重要內容，作為陸地與大氣能量交換過程中的重要參數(shù)，它對于全球水循環(huán)以及氣候變化具有十分重要的調節(jié)作用。開展土壤含水量的大范圍調查不僅能夠給土壤旱情和區(qū)域洪澇災害監(jiān)測提供基礎數(shù)據(jù)信息，還能為水文、氣候和生態(tài)模型提供基礎輸入參數(shù)。傳統(tǒng)的地面調查方法存在時間上滯后、空間上“以點代面”的缺陷；而可見光-近紅外遙感、熱紅外遙感以及被動微波遙感的空間分辨率對于本研究區(qū)來說過于粗糙，因此本

2、研究中選取了新一代主動微波傳感器ALOS/PALSAR影像作為數(shù)據(jù)源。在系統(tǒng)地總結了SAR進行土壤含水量反演的國內外研究進展及存在的問題后，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的算法與模型均不適用于浙江省上虞市海涂圍墾區(qū)，為了對該研究區(qū)部分區(qū)域的裸土進行土壤表層含水量反演，本文初步建立了研究區(qū)裸土土壤含水量反演的經驗模型。
　　 本研究首先對ALOS三種影像數(shù)據(jù)進行研究區(qū)內土地利用分類特別是季節(jié)性裸地的提取潛力做了分析，這是為下一步反演所作的基礎工作。對單

3、一光學數(shù)據(jù)AVNIR-2、光學AVNIR-2與同時相全色數(shù)據(jù)PRISM融合后的影像以及紋理分析、主成分分析處理后的雷達PALSAR HH/HV雙極化影像，均進行了土地利用分類，結果顯示：光學影像能夠比較準確的區(qū)分研究區(qū)內的11個二級地類，分類潛力突出；而雷達影像對于5個大地類尚具可分性，進行再細致的分類則無法得到較高的精度。這個結果表明：ALOS的光學影像能夠作為較準確的土地利用分類數(shù)據(jù)源；當遭遇云霧雨雪天氣無法得到光學數(shù)據(jù)時，雷達數(shù)據(jù)

4、可以充當替代數(shù)據(jù)源進行土地利用的粗分類。在此分類基礎上，對2010年5月21日PALSAR數(shù)據(jù)提取研究區(qū)內的裸地斑塊信息，為下一步反演做準備。
　　 其次，利用2010年11月21日地面同步實驗測量所得北部田塊的土壤含水量數(shù)據(jù)與同期的雷達數(shù)據(jù)后向散射系數(shù)進行擬合，建立研究區(qū)裸地土壤含水量反演的經驗模型。在模型的第一步精度檢驗中，選擇了同期實驗的南部研究區(qū)田塊，將實測數(shù)據(jù)與反演所得結果進行比較，發(fā)現(xiàn)模型在同一天南部試驗區(qū)田塊上的反