基于遥感数据的宁夏地区土壤水分反演方法比较

ＭＯ Ｄ １ ３ Ａ ２获 取 地 表 温度 （ Ｔ Ｓ ） 、 昼 夜 温 差 （ Ｄ Ｓ Ｔ ） 、 归一 化植 被 指数 （ Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ） 、 增 强 植被指数 （ Ｅ Ｖ Ｉ ） ， 构建 宁夏 区域 ２ ０ ０ ５年
４、 ７、 ｌ ０ 月 逢 ８、 １ ８、 ２ ８日Ｔ Ｓ — ＮＤ ＶＩ 、 Ｔ Ｓ —
０ 引 言
传 统 的土壤水 分反 演 方法 和 对 干旱 的监 测大 都 是建 立 在 地表 温
度基 础上 的” ， 或 者 以植 被指 数 为基 础 建立 土 壤 水分 反 演 方程 ． 有 学 者研究 了温 度 （ Ｔ Ｓ ） 和 归一 化 植 被 指 数 （ Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ） 的关 系 ， 并 结合 Ｔ ｓ和 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 进 行 了土壤水 分反 演及 干旱 监 测 的研 究 ． 有 学 者在 对 植 被 覆盖
略好．
和土 壤湿度 变 化 范 围较 大 的 区域进 行研 究 时 发现 ， 根 据 遥感 资料 得 到 的以 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 为横轴 和 以 Ｔ ｓ为纵 轴 的散 点 图呈 三 角形 ， 并 利 用 土壤 ． 植被 ． 大 气传 输模 型 （ Ｓ Ｖ Ａ Ｔ） 进行 了验 证 Ｊ ． Ｍｏ ｒ ａ ｎ等 从 理论 的角 度
作者 简 介
王连喜 ， 男， 教授 ， 主要从事农业 气象与生 态气 象 的研 究 ． ｗ ｌ ｘ ４ ５ ３ ３ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｍ
１ 南 京 信 息 工 程 大学 江 苏 省 大 气 环境 监 测
主要利 用 的数 据 有 ： ２ ０ ０ ５年 ４ 、 ７ 、 １ Ｏ月 逢 ８ 、 １ ８ 、 ２ ８ 日的 Ｍ Ｏ Ｄ Ｉ Ｓ ／
与污染控制高技术研究重点实验室 ， 南京 ，
２１ ０ ０ ４ ４
Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ａ的 １ ｋ ｍ分辨率 的温度／ 发射率产 品 Ｍ Ｏ Ｄ １ １ Ａ ２ ， １ ６ ｄ合成 的 １ ｋ ｍ 分辨率植 被指数产 品 ＭＯ Ｄ １ ３ Ａ ２ ， 其中 Ｍ Ｏ Ｄ Ｉ １ Ａ ２包括 ８ ｄ的昼／ 夜 温度 以及 Ｍ Ｏ Ｄ Ｉ Ｓ的 ２个热波段 的发 射率 ， ＭＯ Ｄ１ ３ Ａ ２包括 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 、 Ｅ Ｖ Ｉ 以
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ７ ０ ７ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ２ ６ － ０ ８
基 于 遥 感 数据 的宁 夏 地 区 土 壤 水 分反 பைடு நூலகம் 方 法 比较
王连喜 ＇ 李兴 阳 ’ 余 凌翔 运方华 ’ 耿 秀华 ， 李琪 ＇
摘 要 利 用 ＭＯ Ｄ Ｉ Ｓ产 品 数 据 ＭＯ Ｄ １ １ Ａ ２和
干旱灾 害在 宁 夏 自治 区是 影 响 范 围最 广 、 造 成 损 失 最 大 的一 种
气象灾 害 ． 每年 的 ３ —１ ０月 是 宁夏 农 作物 生 长 发育 的关 键 时期 ， 而此
时却频 频地 出现 干旱 ， 给 宁夏 的农 业 生 产 造成 很 大损 失 ， 因此 对 宁 夏 干旱监 测 的研究 是 非 常 有 意 义 的． 本 文 对 宁 夏 地 区的 温 差 增 强植 被 指数 和温 差植被 指数 进行 比较 ， 确定 二 者 在 宁夏 地 区 的适 用 情况 ， 为 宁夏 地 区的干旱 实 时监测 方法 的选 取提供 科学 依据 ．
得 到公 认 ， 尤 其是 高植被 覆 盖 区效 果更 好 ． 仝 兆 远 等 还 研 究 了温差
对于 土壤水 分反 演 的 Ｄ Ｓ Ｔ — Ｅ Ｖ Ｉ 、 Ｄ Ｓ Ｔ － Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ ．
关 键 词
土壤水分 ； 遥感； 干旱指数 ； 宁夏
中图 分 类 号 Ｔ Ｐ ７ ９ ； Ｓ １ ２ ７ ； ５ ４ ２ ３ 文献标志码 Ａ
分析 认 为 Ｔ ｓ与 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 之 问呈 梯 形 的关 系 ． Ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ｏ ｈ等 基 于 Ｔ Ｓ 、 Ｎ Ｄ ．
Ｖ Ｉ 之 间 的关 系 ， 提 出了 以温 度植 被干 旱 指 数 （ Ｔ Ｖ Ｄ Ｉ ） 来 估 计 土壤 表 层
水分 ． 基 于特征 空 间 的干 旱 遥感 监 测 方 法 各有 优 缺 点 ， Ｔ Ｓ ． Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 特 征
Ｅ Ｖ Ｉ 、 Ｄ Ｓ Ｔ — Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 、 Ｄ Ｓ Ｔ — Ｅ Ｖ Ｉ 特征空 间， 根 据
Ｔ Ｓ — Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 、 Ｔ Ｓ — Ｅ Ｖ Ｉ 、 Ｄ Ｓ Ｔ — Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 、 Ｄ Ｓ Ｔ — Ｅ Ｖ Ｉ 特
征 空间建 立 了温 度 植被 干旱 指 数 （ Ｔ Ｖ － Ｄ Ｉ ） 、 温度 增 强植 被 指 数 型干 旱 指 数 （ Ｔ Ｅ — Ｄ Ｉ ） 、 温差植被 干 旱指 数 （ Ｄ Ｔ Ｖ Ｄ Ｉ ） 、 温 差 增 强植 被 指 数 型 干 旱 指 数 （ Ｄ Ｔ Ｅ Ｄ Ｉ ） ， 并 以 这 些 干 旱 指 数 作 为 土 壤 水 分 监 测 指 标， 反 演 了 宁夏 区域 ２ ０ ０ ５年 ４ 、 ７ 、 １ ０月 的 土壤 水 分 ． 利 用 实测 １ ０ ｃ ｍ 土 壤 水 分 进 行相关分析 ， 结 果表 明 Ｄ Ｔ Ｅ Ｄ Ｉ 在 宁夏 土 壤 水 分 反 演 中表 现 较 好 ， Ｄ Ｔ Ｖ Ｄ Ｉ表 现
空 间法 是对 归一化 温度 指数 的简化 处 理 ， 相 关 理论 与 方 法较 为 成 熟 ，
具 有一 定 的推 广应 用价 值 Ｊ ． 根 据 王 正兴 等 的研究 ， ＭＯ Ｄ Ｉ Ｓ — Ｅ Ｖ Ｉ比 ＭＯ Ｄ Ｉ Ｓ ． Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 更适合 进行 定量 遥感 的研究 与应 用 ． 卢 远等 用 增强 型 植 被指 数 （ Ｅ Ｖ Ｉ ） 取代 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 对Ｔ Ｖ Ｄ Ｉ 进行 了改进 ， 并 获得 了较 好效 果 ， 精 度可 提 高至 ８ ５ ％左 右 ． 用 Ｅ Ｖ Ｉ 取代 Ｎ Ｄ Ｖ Ｉ 对Ｔ Ｖ Ｄ Ｉ 进行 改进 ， 已经
收稿 日期 ２ ０ １ １ ９ ＿ ２ ９ 资助项 目 公益性 行业 （ 气象） 科 研专项 （ Ｇ Ｙ －
Ｈ Ｙ ２ ０ １ １ ０ ６ ０ ２ ４ ： Ｇ ＹＨ Ｙ ２ Ｏ Ｏ ８ ０ ６ Ｏ ２ ２ ）
１ 数 据 来 源 与 研 究 方 法
１ ． １ 数 据来源 及处 理