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主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分

田辉 文军 史小康 王欣 刘蓉 张静辉 吕少宁

田辉, 文军, 史小康, 王欣, 刘蓉, 张静辉, 吕少宁. 主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 59-66.
引用本文: 田辉, 文军, 史小康, 王欣, 刘蓉, 张静辉, 吕少宁. 主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 59-66.
TIAN Hui, WEN Jun, SHI Xiao-kang, WANG Xin, LIU Rong, ZHANG Jing-hui, LÜ Shao-ning. Estimation of soil moisture in summer by active microwave remote sensing for the Maqu area at the upper reaches of the Yellow River[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 59-66.
Citation: TIAN Hui, WEN Jun, SHI Xiao-kang, WANG Xin, LIU Rong, ZHANG Jing-hui, LÜ Shao-ning. Estimation of soil moisture in summer by active microwave remote sensing for the Maqu area at the upper reaches of the Yellow River[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 59-66.

主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分

基金项目: 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所青年基金资助项目(0984941001);中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KZCX2-YW-328)
详细信息
    作者简介:

    田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士,主要从事陆面过程卫星遥感和水资源方面研究.E-mail:htian@lzb.ac.cn

  • 中图分类号: S152.7;TV122

Estimation of soil moisture in summer by active microwave remote sensing for the Maqu area at the upper reaches of the Yellow River

Funds: The study is financially supported by the Knowledge Innovation Program of the Chinese Academy of Sciences (No.KZCX2-YW-328).
  • 摘要: 利用ENVISAT-1/ASAR的VV极化主动微波资料,基于裸土表层微波后向散射GOM物理模型,并利用"水-云"模型处理植被层对土壤表层微波后向散射的影响,遥感估算了夏季黄河上游玛曲地区土壤水分空间分布。通过地面观测网的同步观测资料验证,卫星遥感的土壤体积水分含量和地面测值间的均方根误差RMSE<0.02 m3/m3,决定系数R2>0.86,表明所用方法适于黄河上游区域。从遥感结果来看,夏季玛曲地区土壤水分平均值约0.40m3/m3,说明该区是黄河重要的水源区;但该区域土壤水分具有明显的空间异质性,其分布受地形影响明显,平坦区域土壤水分的空间相关距离大于2000 m,而山地区域的土壤水分空间相关距离较小,为500~1000 m。
  • [1] LACAVA T,DI LEO EV,PERGOLA N,et al.Space-time soil wetness variations monitoring by a multi-temporal microwave satellite records analysis[J].Physics and Chemistry of the Earth,2006,31:1274-1283.
    [2] 陈亮,施建成,蒋玲梅,等.基于物理模型的被动微波遥感反演土壤水分[J].水科学进展,2009,20(5):663-667.(CHEN Liang,SHI Jian-cheng,JIANG Ling-mei,et al.Physically based retrieval of soil moisture using passive microwave remote sensing[J].Advances in Water Science,2009,20(5):663-667.(in Chinese))
    [3] 陈权,李震,王磊,等.用ERS风散射计数据估算土壤水分方法的研究[J].遥感学报,2007,11(6):803-810.(CHEN Quan,LI Zhen,WANG Lei,et al.The study of estimating soil moisture using ERS wind scatterometer[J].Journal of Remote Sensing,2007,11(6):803-810.(in Chinese))
    [4] FUNG A K,LI Z,CHEN K S.Backscattering from a randomly rough dielectric surface[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1992,30(2):356-369.
    [5] OH Y,SARABANDI K,ULABY F T.An empirical model and inversion techniques for radar scattering from soil surfaces[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1992,30(2):370-381.
    [6] DUBOIS P C,VAN ZYL J J,ENGMAN E T.Measuring soil moisture with image radars[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1995,33(4):915-926.
    [7] SHI J,WANG J,HSU A Y,et al.Estimation of bare surface soil moisture and surface roughness parameter using L-band SAR image data[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1997,35(5):1254-1266.
    [8] MEHREZ Z,MONIQUE D.A new empirical model to retrieve soil moisture and roughness from C-band radar data[J].Remote Sensing of Environment,2002,84:42-52.
    [9] RAHMAN M M,MORAN M S,THOMA D P,et al.Mapping surface roughness and soil moisture using multi-angle radar imagery without ancillary data[J].Remote Sensing of Environment,2008,112:391-402.
    [10] ECH20 Introduction[DB/OL].[2009-12-15].http://www.decagon.com/soil-moisture-sensors/.
    [11] 乌拉比,穆尔,冯健超.微波遥感:第二卷:雷达遥感和面目标的散射,辐射理论[M].北京:科学出版社,1987:297-304.(ULABY F T,MOORE R K,FUNG A K.Microwave Remote Sensing:Vol 2:Radar remote sensing and surface scattering and emission theory[M].Beijing:Science Press,1987:297-304.(in Chinese))
    [12] HALLIKAINEN M T,ULABY F T,DOBSON M C,et al.Microwave dielectric behavior of wet soil-part 1:Empirical models and experimental observations[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1985,23(1):25-34.
    [13] BAYER T,WINTER R,SCHREIER G.Terrain influences in SAR baekscatter and attempts to their correction[] ].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1991,29:451-462.
    [14] WEN J,SU Z B.The estimation of soil moisture from ERS wind scatterometer data over the Tibetan Plateau[J].Physics and Chemistry of the Earth,2003,28:53-61.
    [15] ATTEMA,E P W,ULABY F T.Vegetation modeled as water cloud[J].Radio Science,1978,13(2):357-364.
    [16] 杨虎.植被覆盖地表土壤水分变化雷达探测模型和应用研究[D].北京:中国科学院遥感应用研究所,2003:82-85.(YANG Hu.On the modeling of canopy covered surface soil moisture change detection using multi-temporal radar images[D].Beijing:Institute of Remote Sensing Applications,Chinese Academy of Sciences.2003:82-85.(in Chinese))
    [17] JACKSON T J.,LE VINE D M,HSU A Y,et al.Soil moisture mapping at regional scales using microwave radiometry:The Southem Great Plains hydrology experiment[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1999,37(5):2136-2151.
    [18] 刘兴元,冯琦胜,梁天刚,等.甘南牧区草地生产力与载蓄量时空动态平衡研究[J].中国草地学报,2010,32(1):99-106.(LIU Xing-yuan,FENG Qi-sheng,LIANG Tian-gang,et al.Spatial-temporal dynamic balance between livestock carrying capacity and productivity of rangeland in Ganna of Gansu province,China[J].Chinese Journal of Grassland,2010,32(1):99-106.(in Chinese))
    [19] GAME-Tibet data[DB/OL].[2009-12-16].http://monsoon.t.u-tokyo.ac.jp/tibet/.
    [20] NJOKU E G,JACKSON T J,LAKSHMI V,et al.Soil moisture retrieval from AMSR-E[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2003,41:215-229.
    [21] 雷志栋,杨诗秀,许志荣,等.土壤特性空间变异性初步研究[J].水利学报,1985(9):10-21.(LEI Zhi-dong,YANG shi-xiu,XU Zhi-rong,et al.Preliminary investigation of the spatial variability of soil properties[J].Chinese Journal of Hydraulic Engineering,1985(9):10-21.(in Chinese))
    [22] 王政权.地统计学及在生态中的应用[M].北京:科学出版社,1999:44-51.(WANG Zheng-quan.Geostatistics and its application in ecology[M].Beijing:Science Press,1999:44-51.(in Chinese))
  • [1] 乔江波, 朱元骏, 贾小旭, 黄来明, 邵明安.  黄土高原关键带全剖面土壤水分空间变异性 . 水科学进展, 2017, 28(4): 515-522. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.005
    [2] 贾小旭, 邵明安, 张晨成, 赵春雷.  黄土高原南北样带不同土层土壤水分变异与模拟 . 水科学进展, 2016, 27(4): 520-528. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.04.005
    [3] 李雪垠, 李朝霞, 王天巍, 蔡崇法, 王小燕, 宋婧.  紫色土中砾石夹层对土壤水分入渗的影响 . 水科学进展, 2016, 27(5): 662-669. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.003
    [4] 段良霞, 黄明斌, 张洛丹, 索立柱, 张永坤.  黄土高原沟壑区坡地土壤水分状态空间模拟 . 水科学进展, 2015, 26(5): 649-659. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.006
    [5] 任杰, 沈振中, 赵坚, 杨杰.  低温水入渗条件下土壤水分温度动态变化 . 水科学进展, 2013, 24(1): 125-131.
    [6] 高红贝, 邵明安.  温度对土壤水分运动基本参数的影响 . 水科学进展, 2011, 22(4): 484-494.
    [7] 杨雨亭, 尚松浩, 李超.  土壤水分空间插值的克里金平滑效应修正方法 . 水科学进展, 2010, 21(2): 208-213.
    [8] 谢涛, 杨志峰.  黄河三角洲芦苇湿地土壤水分安全阈值 . 水科学进展, 2009, 20(5): 683-688.
    [9] 田辉, 文军, 马耀明, 王介民, 吕世华, 张堂堂, 孙方林, 刘蓉.  夏季黑河流域蒸散发量卫星遥感估算研究 . 水科学进展, 2009, 20(1): 18-24.
    [10] 陈亮, 施建成, 蒋玲梅, 杜今阳.  基于物理模型的被动微波遥感反演土壤水分 . 水科学进展, 2009, 20(5): 663-667.
    [11] 李元寿, 王根绪, 丁永建, 王一博, 赵林, 张春敏.  青藏高原高寒草甸区土壤水分的空间异质性 . 水科学进展, 2008, 19(1): 61-67.
    [12] 张运林, 秦伯强.  梅梁湾、大太湖夏季和冬季CDOM特征及可能来源分析 . 水科学进展, 2007, 18(3): 415-423.
    [13] 李志军, 赵海清, 冯恩民, Bin Cheng, 卢鹏.  北极夏季海冰表面积雪层内水分含量的时空分布 . 水科学进展, 2007, 18(1): 24-28.
    [14] 黄春林, 李新.  土壤水分同化系统的敏感性试验研究 . 水科学进展, 2006, 17(4): 457-465.
    [15] 胡伟, 邵明安, 王全九.  黄土高原退耕坡地土壤水分空间变异性研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 74-81.
    [16] 王慧芳, 邵明安.  含碎石土壤水分入渗试验研究 . 水科学进展, 2006, 17(5): 604-609.
    [17] 刘伟, 施建成.  应用极化雷达估算农作物覆盖地区土壤水分相对变化 . 水科学进展, 2005, 16(4): 596-601.
    [18] 王新平, 康尔泗, 张景光, 李新荣.  草原化荒漠带人工固沙植丛区土壤水分动态 . 水科学进展, 2004, 15(2): 216-222.
    [19] 冯广龙, 罗远培.  以土壤水分为参变量的根冠系统模拟调控模型 . 水科学进展, 1998, 9(3): 224-230.
    [20] 杨诗秀, 雷志栋, 吴婉如, 段新杰.  农田尺度土壤水分的监测 . 水科学进展, 1996, 7(1): 14-19.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-15
  • 刊出日期:  2011-01-25

主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分

    基金项目:  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所青年基金资助项目(0984941001);中国科学院知识创新工程重要方向资助项目(KZCX2-YW-328)
    作者简介:

    田辉(1970- ),男,辽宁辽阳人,博士,主要从事陆面过程卫星遥感和水资源方面研究.E-mail:htian@lzb.ac.cn

  • 中图分类号: S152.7;TV122

摘要: 利用ENVISAT-1/ASAR的VV极化主动微波资料,基于裸土表层微波后向散射GOM物理模型,并利用"水-云"模型处理植被层对土壤表层微波后向散射的影响,遥感估算了夏季黄河上游玛曲地区土壤水分空间分布。通过地面观测网的同步观测资料验证,卫星遥感的土壤体积水分含量和地面测值间的均方根误差RMSE<0.02 m3/m3,决定系数R2>0.86,表明所用方法适于黄河上游区域。从遥感结果来看,夏季玛曲地区土壤水分平均值约0.40m3/m3,说明该区是黄河重要的水源区;但该区域土壤水分具有明显的空间异质性,其分布受地形影响明显,平坦区域土壤水分的空间相关距离大于2000 m,而山地区域的土壤水分空间相关距离较小,为500~1000 m。

English Abstract

田辉, 文军, 史小康, 王欣, 刘蓉, 张静辉, 吕少宁. 主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 59-66.
引用本文: 田辉, 文军, 史小康, 王欣, 刘蓉, 张静辉, 吕少宁. 主动微波遥感黄河上游玛曲地区夏季土壤水分[J]. 水科学进展, 2011, 22(1): 59-66.
TIAN Hui, WEN Jun, SHI Xiao-kang, WANG Xin, LIU Rong, ZHANG Jing-hui, LÜ Shao-ning. Estimation of soil moisture in summer by active microwave remote sensing for the Maqu area at the upper reaches of the Yellow River[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 59-66.
Citation: TIAN Hui, WEN Jun, SHI Xiao-kang, WANG Xin, LIU Rong, ZHANG Jing-hui, LÜ Shao-ning. Estimation of soil moisture in summer by active microwave remote sensing for the Maqu area at the upper reaches of the Yellow River[J]. Advances in Water Science, 2011, 22(1): 59-66.
参考文献 (22)

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