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(xué)、土壤學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域所關(guān)注和研究的重要內(nèi)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(diào)節(jié)作用。開展土壤含水量的大范圍調(diào)查不僅能夠給土壤旱情和區(qū)域洪澇災(zāi)害監(jiān)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，還能為水文、氣候和生態(tài)模型提供基礎(chǔ)輸入?yún)?shù)。傳統(tǒng)的地面調(diào)查方法存在時間上滯后、空間上“以點(diǎn)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(jié)了SAR進(jìn)行土壤含水量反演的國內(nèi)外研究進(jìn)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(jìn)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(jīng)驗?zāi)Ｐ汀?br>　　 本研究首先對ALOS三種影像數(shù)據(jù)進(jìn)行研究區(qū)內(nèi)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(chǔ)工作。對單

3、一光學(xué)數(shù)據(jù)AVNIR-2、光學(xué)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(dá)PALSAR HH/HV雙極化影像，均進(jìn)行了土地利用分類，結(jié)果顯示：光學(xué)影像能夠比較準(zhǔn)確的區(qū)分研究區(qū)內(nèi)的11個二級地類，分類潛力突出；而雷達(dá)影像對于5個大地類尚具可分性，進(jìn)行再細(xì)致的分類則無法得到較高的精度。這個結(jié)果表明：ALOS的光學(xué)影像能夠作為較準(zhǔn)確的土地利用分類數(shù)據(jù)源；當(dāng)遭遇云霧雨雪天氣無法得到光學(xué)數(shù)據(jù)時，雷達(dá)數(shù)據(jù)

4、可以充當(dāng)替代數(shù)據(jù)源進(jìn)行土地利用的粗分類。在此分類基礎(chǔ)上，對2010年5月21日PALSAR數(shù)據(jù)提取研究區(qū)內(nèi)的裸地斑塊信息，為下一步反演做準(zhǔn)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(dá)數(shù)據(jù)后向散射系數(shù)進(jìn)行擬合，建立研究區(qū)裸地土壤含水量反演的經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀Ｔ谀Ｐ偷牡谝徊骄葯z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(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)模型在同一天南部試驗區(qū)田塊上的反