论述遥感技术在土壤墒情监测中的应用

土壤墒情监测
气象要素：气象观测要素主要有降水量、气温、气压、湿度、风速、 水面蒸发量、低温、日照等。气象要素资料可由墒情检测区域内或邻 近的国家气象站、水文站及农业管理站的气象的观测资料取得。墒情 监测站点除收集气象资料外还应收集当地气象部门的未来天气趋势的 预报，以了解墒情监测区域的未来天气变化。 土壤的物理特性及土壤含水量：土壤的物理特性由土壤的质地、土壤 的结构、土壤的比重、土壤干容重、土壤孔隙度来表达土壤质地由当 地的土壤颗粒级配情况来决定，土壤质地的判别方法采用国际标准分 类方法来进行。土壤水分常数是土壤水分特性的重要指标，主要有饱 和含水量，田间持水量、凋萎含水量及作物不同生长期适宜的含水量 。土壤含水量是墒情和旱情检测的主要指标、土壤水分状态可由重量 含水量、体积含水量、土层含水量、土层中的蓄水量和土壤相对湿度 四个指标来表达。
），因此较广泛地应用于作物长势
监测、产量预测以及旱情、森林火 情、洪涝等灾害监测。
AVHRR仪器特性及主要用途
通道序号 1 2
3A
3B 4 5
波长/μm 0.58-0.68 0.725-1
1.58-1.64
3.55-3.93 10.3-11.3 11.5-12.5
空间分辨率 /km 1.09 1.09
相关概念与技术的简介
土壤墒情 土壤墒情监测
遥感技术
遥感技术
遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐 射信息，判认地球环境和资源的技术。 它是60年代在航空摄影和判读的基础上随航天技术和电子计算机技术 的发展而逐渐形成的综合性感测技术。任何物体都有不同的电磁波反 射或辐射特征。航空航天遥感就是利用安装在飞行器上的遥感器感测 地物目标的电磁辐射特征，并将特征记录下来，供识别和判断。 现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成 上述功能的全套系统称为遥感系统,其核心组成部分是获取信息的遥感 器。传输设备用于将遥感信息从远距离平台(如卫星)传回地面站。信 息处理设备包括彩色合成仪、图像判读仪和数字图像处理机等。
土壤墒情监测
土壤墒情监测是水循环规律研究、农牧业灌溉、水资源合理利用、及 抗旱救灾基本信息收集的基础工作。 土壤墒情监测规范包括墒情和旱情检测要素、墒情检测站网及站网的 布设、墒情和旱情监测点和代表区域的查勘、土壤含水量的测定方法 、土壤测报制度与报送方法。 土壤墒情监测要素是同气象条件、土壤、土壤的水分状态，作物种类 及其生长发育状况密切相关的，因此可以认为气象条件、土壤的物理 特性、土壤的水分状态，作物种类及生长发育状况是土壤墒情监测的 四大要素。
NOAA/AVHRR 遥感数据
NOAA气象卫星是近极地、与太阳 同步的卫星，高度为833km～ 870km，轨道倾角98.7°，成 像周期12小时。NOAA 系列极轨 气象卫星携带的改进甚高分辨率辐 射计（AVHRR）具有5 个通道， 其中可见光通道（0.58-0.68 μm）和近红外通道（0.7251.00 μmห้องสมุดไป่ตู้处于能较好地反映植 被光谱特性的波段范围上（见右表
引言
遥感技术具有宏观、快速、动态、经济的特点。特别是可见光、近红 外和热红外波段能够较为精确地提取一些地表特征参数和热信息，解 决了常规方法存在的问题，打开了土壤墒情监测的全新图景。 随着遥感技术的发展，可以采用遥感信息源结合地面实测数据的方法 来解决上述问题。遥感图像是一幅反映地物目标电磁辐射特性的能量 分布图，它真实、客观、连续地记录了地表物体总体与个体的信息特 征。长久以来，国内外大都利用NOAA／AvHRR气象卫星从事土壤 墒情的信息提取，现在，随着更先进的新一代传感器EOS／MODIS 的升空，将MODIS数据用于土壤墒情信息提取已经成为当前研究的 热点。
引言
干旱是全球最为常见的自然灾害，据测算每年因干旱造成的全球经济 损失高达60—80亿美元，远远超过了其它气象灾害。我国自然灾害 中70％为气象灾害，而干旱灾害又占气象灾害的50％左右。日益严 重的全球化干旱问题已经成为各国科学家和政府部门共同关注的热点 。而用遥感监测干旱，一直是科学界公认的难题。常规的监测方法有 土钻取土称重和中子仪法，这些方法不仅测点少，代表性差，无法实 现大面积、动态监测，而且费时、费力。对其进行综述，寻找合适的 模型方法对于各级政府和领导及时了解旱情程度和分布，采取积极有 效的防、抗旱措施，科学指挥农业生产，具有积极意义。
论述遥感技术在 土壤墒情监测中的应用
整体内容
1
引言
2
相关概念与技术的简介
3
目前国内外的研究进展
4
遥感在土壤墒情监测上的方法综述
5
土壤墒情遥感研究的趋势与展望
引言
水分是天然土壤的一个重要组成部分。它不仅影响土壤物理性质，制 约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，也是构成土壤肥力的 一个重要因素；而且其本身更是一切作物赖以生存的基本条件。土壤 墒情是农田耕层土壤含水率的俗称，指作物主要根系活动层内的土壤 水分状况，是作物生长的控制性因子之一。土壤墒情的监测是灌区灌 溉系统优化配水的关键技术之一。它也是影响农业生产诸多因素中的 一个重要因素，在空间、时间上的分布变化将直接影响到农作物的生 长发育和农作物最终的收成。因此，研究和了解土壤墒情，无论在理 论上还足生产上都有着重要意义。然而，大面积范围实时土壤墒情( 干旱、土壤湿度)监测却是世界公认的难题。如果不能做到很好的监 测和预防措施，将会出现重大旱情。
土壤墒情
土壤墒情：作物根系层的土壤含水量状况，是最重要和最常用的土壤 信息。 它是科学地控制调节土壤水分状况进行节水灌溉、实现科学用水和灌 溉自动化的基础，是抗旱减灾工作中最重要的信息。 快速、准确地测定农田土壤水分，对于探明作物生长发育期内土壤水 分盈亏，以便做出灌溉、施肥决策或排水措施等具有重要意义。 因此，在各种农业水土工程管理、农业试验、农业气象、灌溉管理和 旱情监测中，都离不开对土壤墒情的监测。
1.09
1.09 1.09 1.09
主要用途
白天图像、 植被、冰雪
白天图像、 植被、
水/陆边界、 大气校正 白天图像、 土壤湿度云 雪判识、 干旱检测、 云相区分 下垫面高温 点、夜间云 图、森林火 灾 昼夜图像、 海表和地表 温度 昼夜图像、 海表和地表 温度
MODIS遥感数据
MODIS的全称为中分辨率成像光谱仪。 它是当前世界上“图谱合一”的光学遥感仪器，有36个离散光谱波段 ，光谱范围宽，从0.4微米（可见光）到14.4微米（热红外）全光谱 覆盖 。 EOS／MODIS拥有的光谱通道分布在O.4～14.4μm的电磁波谱范 围内，涵盖了极轨气象卫星的所有通道，而且空间分辨率更高。并且 ，MODIS传感器在近红外波段排除了大气水汽吸收波段的影响，红 波段对叶绿素的吸收更敏感，使得MODIS对植被的响应比AVHRR 更敏感。 适用于极轨气象卫星的土壤水分遥感监测方法完全可以移植到 MODIS资料对土壤水分的遥感监测。