土壤水分遥感反演研究进展徐 沛,张 超(西南林业大学,昆明 650224)

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2015.04.026

摘要/Abstract

摘要： 近年来,随着人们对全球气候变化的逐渐重视,环境遥感领域中的土壤水分遥感反演技术已成为研究热点和前沿之一。通过对区域宏观土壤水分进行遥感反演,对于研究植被生长状况、农作物生长发育及产量预估、气候变化及环境响应机制等提供基础依据,具有重要的理论意义。在广泛了解和分析国内外土壤水分遥感反演研究进展的基础上,分别从可见光-近红外法、热红外法和微波遥感法3个方面总结和归纳了目前土壤水分遥感反演的主要方法,分析了各方法的原理与特点,讨论了国内外在该领域研究方面存在的主要技术问题,最后从4个方面对基于遥感技术的土壤水分反演研究进行了展望。

关键词: 土壤水分, 反演模型, 光学遥感, 微波遥感

Abstract: In recent years,with the increase of the people’s attention to the global climate change,the technology of retrieval of soil moisture based on remote sensing in the filed of environmental remote sensing has become one of the research focuses and cutting edges.By using remote sensing to retrieve the condition of soil moisture in the macro region,the study of vegetation growth conditions,crop growth and yield estimates,climate change and environmental response mechanism to provide basic basis,has important theoretical significance.In this paper,based on the understanding and analysis of the domestic and foreign research progress in Remote Sensing Inversion of soil moisture in the three aspects of visible light and near infrared,thermal infrared and microwave remote sensing method,summarized the main methods of remote sensing inversion of soil moisture,analyzed the principle and characteristics of each method,discussed the main technical questions that existed at home and abroad in this field,and look into the future possible prospect of the developing trend of soil moisture monitoring from four aspects.

Key words: soil moisture, retrieval model, optical remote sensing, microwave remote sensing

中图分类号:

S771.8

徐沛, 张超. 土壤水分遥感反演研究进展徐沛,张超(西南林业大学,昆明 650224)[J]. 林业资源管理, 2015,(4): 151-156.

XU Pei, ZHANG Chao. Progress of Research on Retrieval of Soil Moisture Based on Remote Sensing[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2015,(4): 151-156.

参考文献 43

[1]	毛克彪,唐华俊,周清波,等.被动微波遥感土壤水分反演研究综述[J].遥感技术与应用,2007,22(3):466-470.
[2]	张清,周可法,赵庆展,等.被动微波遥感土壤水分反演研究综述[J].新疆地质,2008,26(1):107-116.
[3]	Carlson T N.Regional scale estimates of surface moisture availability and thermal inertia using remote thermal measurements[J].Remote Sensing Reviews,1986,1(2):197-247.
[4]	Kogon F N.Remote sensing of weather impacts on vegetation in non homogeneous area[J].International Journal of Remote Sensing,1990,11(8):1405-1420.
[5]	Moran M S,Clarke T R,Inoue Y.Estimating Crop water deficit using the relation between surface air temperature and spectral vegetation index[J].Remote Sensing Environment,1994,49(3):246-263.
[6]	Goetz S J.Multi-sensor analysis of NDVI,surface temperature and biophysical variables at a mixed grassland site[J].International Journal of Remote Sensing,1997,18(1):71-94.
[7]	Frate D,Schiavon G.Retrieving soil moisture and agricultural variables by microwave radiometry using neural networks[J].Remote Sensing of Environment,2003,84(2):174-183.
[8]	Bindlish R,Jackson T J.Soil moisture mapping and AMSR-E validation using the PSR in SMEX02[J].Remote Sensing of Environment,2006,103(2):127-139.
[9]	乔平林,张继贤.基于星载被动微波遥感的地表土壤湿度反演[J].辽宁技术工程大学学报,2006,25(3):342-344.
[10]	刘兴文,冯勇进.应用热惯量编制土壤水分图及土壤水分探测效果[J].土壤学报,1987,24(3):272-280.
[11]	徐兴奎,隋洪智,田国良,等.互补相关理论在卫星遥感领域的应用研究[J].遥感学报,1999,3(1):55-60.
[12]	肖乾广,陈维英,盛永伟.用气象卫星监测土壤水分的实验研究[J].应用气象学报,1994,5(3):312-317.
[13]	蔡斌,陆文杰,郑新江.气象卫星条件植被指数监测土壤状况[J].国土资源遥感,1995,26(4):45-50.
[14]	刘欢,刘荣高,刘世阳,等.干旱遥感监测方法及其应用发展[J].地球信息科学学报,2012,14(2):232-239.
[15]	闫峰,李茂松,王艳娇,等.遥感技术在农业灾害监测中的应用[J].自然灾害学报,2006,15(6):131-136.
[16]	闫峰,覃志豪,李茂松,等.农业旱灾监测中土壤水分遥感反演研究进展[J].自然灾害学报,2006,15(6):114-121.
[17]	周鹏,丁建丽,王飞,等.植被覆盖地表土壤水分遥感反演[J].遥感学报,2010,14(5):959-973.
[18]	肖斌,沙晋明.土壤水分遥感反演方法概述[J].遥感信息,2007,(6):94-98.
[19]	陈书林,刘元波,温作民,等.卫星遥感反演土壤水分研究综述[J].地球科学进展,2012,27(11):1192-1203.
[20]	胡震峰.热红外遥感应用研究[J].科技情报开发与经济,2004,14(1):143-145.
[21]	余涛,田国良.热惯量法在监测土壤表层水分变化中的研究[J].遥感学报,1997,1(1):24-32.
[22]	Waston K,Poho H A.Thermal inertia mapping form satellites discrimination of geologic units in Oman[J].JRes Geol Suvr,1974,2(2):147-158.
[23]	王明霞,毋兆鹏.遥感监测土壤湿度综述[J].干旱环境监测,2013,27(4):163-168.
[24]	刘振华,赵英时.一种改进的遥感热惯量模型初探[J].中国科学院研究生学报,2005,22(3):380-385.
[25]	陈怀亮,冯定原,邹春辉,等.麦田土壤水分NOAA/AVHRR遥感监测方法研究[J].遥感技术与应用,1998,13(4):27-35.
[26]	朱永豪,邓仁达,卢亚非,等.不同湿度条件下黄棕壤光谱反射率的变化特征及其遥感意义[J].土壤学报,1984,21(2):194-202.
[27]	田国良,杨希华,郑柯,等.冬小麦旱情遥感监测模型研究[J].环境遥感,1992,7(2):83-89.
[28]	李星敏,刘安麟,张树誉,等.热惯量法在干旱遥感监测中的应用研究[J].干旱地区农业研究,2005,23(1):54-61.
[29]	李新辉,宋小宁,周霞,等.半干旱区土壤湿度遥感监测方法研究[J].地理与地理信息科学,2010,26(1):90-93.
[30]	王鹏新,龚健雅,李小文,等.条件温度植被指数及其在干旱监测中应用[J].武汉大学学报:信息科学版,2001,26(5):412-418.
[31]	王维,王文杰,李俊生,等.基于归一化差值植被指数的极端干旱气象对西南地区生态系统影响遥感分析[J].2010,23(12):1447-1455.
[32]	王鸣程,杨胜天,董国涛,等.基于条件温度植被指数的中国北方地区土壤水分估算[J].干旱区地理,2012,35(3):446-455.
[33]	柳钦火,辛景峰,辛晓洲,等.基于地表温度和植被指数的农业干旱遥感监测方法[J].2007,25(6):12-18.
[34]	胡猛,冯起,席海洋,等.遥感技术监测干旱区土壤水分研究进展[J].土壤通报,2013,44(5):1270-1275.
[35]	黄杨,杨习荣,耿淮滨,等.土壤含水量与其微波反射特性关系的研究[J].环境遥感,1986,1(2):101-106.
[36]	鲍艳松,刘良云,王纪华,等.综合利用光学、微波遥感数据反演土壤湿度研究[J].北京师范大学学报:自然科学版,2007,43(3):228-233.
[37]	韩念龙,陈圣波,汪自军,等.被动微波反演裸露区土壤水分综述[J].吉林大学学报:地球科学版,2007,37(增刊):155-159.
[38]	张灿龙,倪绍祥,刘振波,等.遥感监测土壤含水量方法综述[J].农机化研究,2006(6):58-61.
[39]	Ulaby F T,Aslam A,Dobson M C.Effect of vegetation cover on the radar sensitivity to soil moisture[J].IEEE Trans Geosci Remote Sensing,1982,20(4):476-481.
[40]	Sano E E,Moran M S,Huete A R,et al.C-band multiangle Ku-band SAR data for Bail soil moisture estimation agricultural areas[J].Remote Sensing of En-viron,1999,64:77-90.
[41]	李杏朝.微波遥感监测土壤水分的研究初探[J].遥感技术与应用,1995,38(4):1-8.
[42]	黄小雪,罗麟,程香菊,等.遥感技术在灾害监测中的应用[J].四川环境,2004,23(6):102-106.
[43]	杨涛,宫辉力,李小娟,等.土壤水分遥感监测研究进展[J].生态学报,2010,30(22):6264-6277.