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基于表观热惯量的土壤水分监测

中国生态农业学报 2011年第5期19卷 1157-1161页

作者：杨树聪沈彦俊郭英近藤昭彦中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 中国科学院研究生院北京100049 日本千叶大学环境遥感研究中心千叶263-8522

土壤水分含量是监测农业干旱的重要指标,遥感法是大面积监测土壤水分时空特征的主要方法,热惯量法是遥感方法监测土壤水分的主要研究手段之一。本文提出了一个改进的表观热惯量模型计算表观热惯量,并通过地面验证试验对该模型的适用性... 详细信息

土壤水分含量是监测农业干旱的重要指标,遥感法是大面积监测土壤水分时空特征的主要方法,热惯量法是遥感方法监测土壤水分的主要研究手段之一。本文提出了一个改进的表观热惯量模型计算表观热惯量,并通过地面验证试验对该模型的适用性进行了分析。在中国科学院栾城农业生态系统试验站,通过严格的控制试验,设计了10个不同植被覆盖、不同土壤水分含量的试验小区,针对表观热惯量的适用条件,利用实测的地表温度、植被指数、反照率、太阳辐射等参数计算了不同植被覆盖不同土壤水分含量下的表观热惯量,并与土壤体积含水量进行了相关和回归分析。结果表明:在植被覆盖度较低情况下[归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)表观热惯量法具有较好的效果,表观热惯量与土壤体积含水量之间的相关系数大于0.7,通过了95%的显著性检验,两者具有很高的相关性,可以用热惯量法监测土壤水分状况;在较高植被覆盖情况下(NDVI>0.35),表观热惯量与土壤体积含水量之间没有相关性,热惯量法监测土壤水分失效;NDVI为0.35可以作为热惯量法监测土壤水分状况是否可行的判断条件。

关键词：表观热惯量土壤水分冬小麦归一化植被指数地表温度反照率净辐射

同化MODIS表观热惯量数据对地表水热通量的估算

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中国科技论文 2016年第3期11卷 251-257页

作者：王涵孟杨繁宇徐同仁刘绍民谢先红徐自为朱忠礼北京师范大学遥感科学国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理学与遥感科学学院北京100875

为弥补缺失农田灌溉资料对模型结果的影响,提高CoLM模型地表水热通量的估算精度,基于集合卡尔曼滤波算法,将表观热惯量(ATI)作为土壤水分的代表值,同化到CoLM(Common Land Model)模型中。选取黑河流域玉米下垫面的大满站,同化MODIS表观... 详细信息

为弥补缺失农田灌溉资料对模型结果的影响,提高CoLM模型地表水热通量的估算精度,基于集合卡尔曼滤波算法,将表观热惯量(ATI)作为土壤水分的代表值,同化到CoLM(Common Land Model)模型中。选取黑河流域玉米下垫面的大满站,同化MODIS表观热惯量到模型中,将同化结果与模型估算结果、观测值相对比。结果显示:同化后得到的地表水热通量明显比模拟结果更加接近观测值,而MODIS表观热惯量数据的质量和数量也是影响同化结果精度的重要因素,表明表观热惯量的同化能够填补农田灌溉资料的缺失,改进模型地表水热通量的估算结果。

关键词：数据同化表观热惯量显热通量潜热通量土壤水分

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用表观热惯量法计算土壤含水量探讨

中国农业气象 2005年第4期26卷 215-219页

作者：郭茜李国春沈阳农业大学气象系沈阳110161

在分析应用遥感资料监测土壤水分的方法及其可行性的基础上,介绍了表观热惯量法监测土壤水分的基本原理和具体实施步骤.通过实测资料的验证表明,此种方法在0～20cm的土层内具有较高的精度,而在30cm以下的深度应用此法其精度有所降低.同... 详细信息

在分析应用遥感资料监测土壤水分的方法及其可行性的基础上,介绍了表观热惯量法监测土壤水分的基本原理和具体实施步骤.通过实测资料的验证表明,此种方法在0～20cm的土层内具有较高的精度,而在30cm以下的深度应用此法其精度有所降低.同传统的水分监测方法相比,表观热惯量法监测土壤水分具有方便、快捷、多时相等特点;同其他遥感方法相比,该方法应用简单,成本低,无需过多的气象数据支持即可完成对大面积土壤水分变化的监测,但仅适用于裸土或低植被覆盖的条件.

关键词：遥感技术表观热惯量土壤含水量

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地形对表观热惯量反演土壤水分的影响

中国电子商务 2013年第2期 254-255页

作者：李佼张红日刘利文山东科技大学山东青岛266510 吉林大学吉林长春130012

利用MODIS数据计算表观热惯量，并研究了吉林省地形对表现热惯量与土壤水分之间关系的影响。结果表明，可通过建立表现热惯量与土壤相对湿度关系模型来计算土壤水分，考虑地形影响时，越均一，表现热惯量与土壤相对湿度的相关性越好。

关键词：地形表观热惯量 MODIS 土壤水分

长江中下游流域土壤湿度遥感反演研究及其影响因素分析

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应用基础与工程科学学报 2017年第4期25卷 657-669页

作者：陈少丹张利平闪丽洁杨凯黄勇奇武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室湖北武汉430072 水资源安全保障湖北省协同创新中心湖北武汉430072 黄冈师范学院旅游文化与地理科学学院湖北黄冈438000

土壤湿度是水文学、气象学及农业科学研究领域的重要指标参数,对气候、农业、旱情监测都有重要意义.利用MODIS数据产品MOD09A1、MOD11A2和MOD13A2获取表观热惯量(ATI)和植被供水指数(VSWI)模型中的关键参数,以NDVI作为判别阈值将ATI和V... 详细信息

土壤湿度是水文学、气象学及农业科学研究领域的重要指标参数,对气候、农业、旱情监测都有重要意义.利用MODIS数据产品MOD09A1、MOD11A2和MOD13A2获取表观热惯量(ATI)和植被供水指数(VSWI)模型中的关键参数,以NDVI作为判别阈值将ATI和VSWI相结合建立集合土壤湿度反演模型,用预留的实测数据对模型进行了验证.并从土地覆盖类型、高程、坡度等方面进一步分析了长江中下游流域土壤湿度的分布规律,研究区土壤相对湿度随土地覆盖类型、高程及坡度等因素的变化呈明显的分异规律.结果表明,基于ATI和VSWI的集合土壤湿度反演模型结合两种模型的优点,实现了优势互补,提高土壤相对湿度反演的精度.

关键词：长江中下游流域 MODIS 土壤湿度表观热惯量植被供水指数

利用MODIS数据产品进行全国干旱监测的研究

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水科学进展 2005年第1期16卷 56-61页

作者：齐述华李贵才王长耀牛铮江西师范大学鄱阳湖生态环境与资源研究重点实验室江西南昌330027 中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学开放实验室

利用MODIS植被指数和陆地表面温度产品建立全国3个农业气候区NDVI Ts、NDVI ΔT和NDVI ATI空间,并由NDVI Ts、NDVI ΔT和NDVI ATI空间分别建立温度植被干旱指数(TVDI)、温差植被干旱指数(DTVDI)和表观热惯量植被干旱指数(AVDI)3个干旱... 详细信息

利用MODIS植被指数和陆地表面温度产品建立全国3个农业气候区NDVI Ts、NDVI ΔT和NDVI ATI空间,并由NDVI Ts、NDVI ΔT和NDVI ATI空间分别建立温度植被干旱指数(TVDI)、温差植被干旱指数(DTVDI)和表观热惯量植被干旱指数(AVDI)3个干旱评价指标研究全国干旱分布,利用实测土壤含水量对3个干旱指标进行检验评价。NDVI ΔT空间中的湿边基本与横坐标平行,表明当土壤水分处于饱和状态或植被完全无水分胁迫条件下,植被和土壤对缓冲环境温度变化的能力大体相当;由NDVI ATI空间看出,随着植被覆盖增加,表观热惯量有增加的趋势。对比3个干旱评价指标表明:当监测范围较大,区域内地形复杂时,由NDVI Ts空间计算的TVDI评价干旱最合理,由NDVI ΔT空间计算的DTVDI在干旱监测中也具有一定的价值,而由NDVI ATI空间计算的AVDI已经不能合理评价干旱。

关键词：干旱监测 MODIS 温度温差表观热惯量植被干旱指数

基于混合象元分解的Landsat8与MODIS数据融合反演土壤墒情方法研究

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灌溉排水学报 2019年第7期38卷 123-128页

作者：巩文军郭乙霏王文婷恒卫东焦作市广利灌区管理局河南焦作454550 东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 焦作市水利勘测设计院河南焦作454003 郑州大学水利与环境学院郑州450001

【目的】及时准确地获取灌区土壤墒情信息。【方法】以河南省焦作市广利灌区为研究对象,利用Landsat8及MODIS遥感数据分别以表观热惯量及植被供水指数法反演土壤墒情,以混合象元分解的植被和土壤的丰度作为权重因子,对2种方法反演的土... 详细信息

【目的】及时准确地获取灌区土壤墒情信息。【方法】以河南省焦作市广利灌区为研究对象,利用Landsat8及MODIS遥感数据分别以表观热惯量及植被供水指数法反演土壤墒情,以混合象元分解的植被和土壤的丰度作为权重因子,对2种方法反演的土壤墒情进行了融合计算。【结果】利用植被供水指数法和表观热惯量反演的土壤含水率与实测含水率相关系数分别为0.47和0.51,同时将2种方法相结合得到的反演结果精度更高,实测含水率与计算的土壤含水率相关系数达到0.73。【结论】融合方法可以更好地计算灌区非均匀覆盖区的土壤墒情。

关键词：遥感数据表观热惯量植被供水指数混合像元分解土壤墒情反演

格尔木河流域土壤湿度时空变化及其影响因素研究

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水文地质工程地质 2019年第2期46卷 66-73,91页

作者：张京金晓媚张绪财朱晓倩中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

土壤湿度是表征土壤含水量的一种相对变量,是地下水-地表水-大气水循环系统的核心和纽带。研究土壤湿度的分布特征及其影响因素对干旱地区的生态环境保护具有重要意义。文章基于MODIS数据,应用表观热惯量(ATI)法反演了格尔木河流域土壤... 详细信息

土壤湿度是表征土壤含水量的一种相对变量,是地下水-地表水-大气水循环系统的核心和纽带。研究土壤湿度的分布特征及其影响因素对干旱地区的生态环境保护具有重要意义。文章基于MODIS数据,应用表观热惯量(ATI)法反演了格尔木河流域土壤湿度时空变化规律并分析其影响因素。为了研究结果的可靠性,利用Mann-Kendall方法进行了趋势检验分析,利用CLDAS数据和野外实测土壤含水量数据对遥感反演结果进行了检验验证,结果表明:2002—2016年格尔木河流域土壤湿度总体呈现上升趋势,并且通过Mann-Kendall检验分析,结果显示2008年发生突变,上升趋势明显。通过对流域不同用地类型的解译,北部盐池平均ATI值最高为0.088;中部及南部大面积裸土平均ATI值最低为0.028;自然植被与耕、林地平均ATI值分别为0.034和0.033。遥感反演土壤湿度结果与CLDAS数据和野外实测土壤含水量数据的相关性分别为0.85和0.59,相关性较高,说明遥感反演结果具有一定的可靠性。与蒸发、植被有良好的响应关系,相关系数分别为0.92和0.79。

关键词：土壤湿度 MODIS 表观热惯量 Mann-Kendall 格尔木河流域

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疏勒河流域土壤含水率反演

干旱区研究 2018年第6期35卷 1317-1326页

作者：郭晓娟周妍妍郭建军陈冠光岳东霞兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000

土壤含水率是影响干旱区植物生长的重要因素,获取区域尺度土壤含水率数据,能够为干旱半干旱区生态恢复和脆弱生态系统保护提供科学依据。结合MODIS地表温度和反射率数据及全球陆面数据同化系统（GLDAS）土壤含水率数据,利用表观热惯量... 详细信息

土壤含水率是影响干旱区植物生长的重要因素,获取区域尺度土壤含水率数据,能够为干旱半干旱区生态恢复和脆弱生态系统保护提供科学依据。结合MODIS地表温度和反射率数据及全球陆面数据同化系统（GLDAS）土壤含水率数据,利用表观热惯量法和统计降尺度方法反演疏勒河流域土壤含水率,研究其时空变化及其与植被的相关性,得到以下结论：2016年整个疏勒河流域年均土壤含水率偏低,且季节变化显著,其均值、离散程度存在7月〉 10月〉 4月〉 12月的趋势;流域东部土壤含水率整体高于西部;流域土壤含水率空间分布的季节变化显著,其变异系数的空间分布与年均土壤含水率相似;土壤含水率与归一化植被指数NDVI正相关,但不同区域两者相关程度不同,灌区土壤含水率与植被的相关性最高。

关键词：土壤含水率反演模型 GLDAS 表观热惯量 NDVI 疏勒河流域