下载文档原格式
土壤质量变化监测的遥感方法土壤是地球生态系统的重要组成部分，其质量的变化对于农业生产、环境保护和可持续发展具有至关重要的意义。
传统的土壤质量监测方法往往需要大量的实地采样和实验室分析，费时费力且成本高昂。
随着遥感技术的不断发展，为土壤质量变化监测提供了一种高效、便捷和全面的手段。
遥感技术是指从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线等，对目标进行探测和识别的技术。
在土壤质量变化监测中，常用的遥感数据源包括卫星影像、航空影像等。
这些影像包含了丰富的光谱信息，可以反映土壤的物理、化学和生物特性。
遥感技术监测土壤质量变化的基本原理是基于土壤的光谱特征。
不同的土壤成分和性质会导致其在不同波段的电磁波反射和吸收特性有所差异。
例如，土壤中的有机质含量越高，其在可见光和近红外波段的反射率越低；土壤的水分含量增加，会导致其在微波波段的后向散射系数增大。
通过对这些光谱特征的分析和建模，可以反演得到土壤的相关质量参数。
在实际应用中，首先需要对遥感影像进行预处理，包括几何校正、辐射校正和大气校正等。
几何校正旨在消除影像的几何变形，使其能够与实际地理坐标准确匹配；辐射校正用于消除传感器本身和大气等因素对影像辐射亮度的影响，保证影像的准确性；大气校正则是去除大气对电磁波传输的干扰，还原地表真实的反射率。
接下来是特征提取和选择。
这一过程需要从预处理后的影像中提取能够反映土壤质量的特征变量。
常用的特征包括光谱反射率、植被指数、纹理特征等。
植被指数如归一化植被指数（NDVI）可以间接反映土壤的肥力状况，因为植被的生长与土壤养分密切相关。
纹理特征则可以反映土壤的粗糙度和粒度等信息。
然后是建立土壤质量监测模型。
常见的建模方法有多元线性回归、主成分分析、偏最小二乘回归等。
这些模型将提取的特征变量与实地测量的土壤质量参数进行关联，从而实现对土壤质量的定量监测。
例如，通过多元线性回归模型，可以建立土壤有机质含量与多个光谱特征变量之间的线性关系，进而根据影像数据估算大面积范围内的土壤有机质含量。
恢复生态学论文土壤水分空间异质性研究进展11级生科2班学号：201314010003姓名：李敏土壤水分空间异质性的研究进展李敏，刘蕊，马次香（昆明学院生命科学与技术系11级生科2班）摘要：土壤的形成过程包括物理过程、化学过程和生物过程。
由于不同地区在气候、母岩、地形、植被和动物等方面的不同,形成了各种土壤类型,导致土壤性质存在明显的差异。
即使在同一土壤类型,不同的时间和不同的空间上土壤的某些性质仍然不同。
土壤水分的空间分布格局及其影响因素，调查表明土壤具有时间上和空间上变化的特点。
在进行土壤调查时,同一土壤类型上不同的空间位置取样所测定的土壤养分和水分等因子常常具有较大的差别,除去取样和测定过程中的误差外,还存在着土壤本身的变化,这种变化称为土壤空间异质性或空间变异性。
土壤空间异质性是土壤重要的属性之一。
根据不同的地形研究土壤水分空间异质性。
又因我们条件有限只能查阅相关资料结合自己的想法做出推理验证。
关键词：土壤水分，不同的地形，土壤水分空间异质性与不同地形的分析，研究进展The research progress of soil moisture spatial heterogeneityLi min, Liu rui, Ma cixiang(kunming college of life science and technology of class 2 grade 11 raw) Abstract: the formation of soil including physical process, chemical process and biological process. Due to different regions in climate, parent rock, topography, vegetation, and the different animals and so on, has formed a variety of soil types, there are significant differences in soil properties. Even in the same soil type, different time and different space on certain properties of soil is different. Spatial distribution pattern of soil water and its influencing factors, the survey shows that the soil has the characteristics of the change in space and time. When soil survey, the same soil types in different space sampling determination of soil nutrients and moisture factor often has a larger difference, eliminate the error in the process of sampling and measurement, there is the change of the soil itself, this change is called the spatial heterogeneity of soil or spatial variability. Soil spatial heterogeneity is one of the important attribute. According to the different terrain research on soil moisture spatial heterogeneity. And because we only limited access to relevant information combined with his own thoughts to make reasoning test and verify.Key words: soil moisture, different terrain, soil moisture spatial heterogeneity and different terrain analysis, are reviewed土壤水分是连接大气圈与生物圈的重要纽带，是气候系统中不可或缺的一个关键参数，其在空间上的分布受到植被或土地利用、剖面曲率、高程、气象因素、地形、土壤、人为活动等多因子综合作用2]-[1。
遥感土壤水分反演原理遥感土壤水分反演是指通过遥感技术获取土壤水分信息的过程。
传统的土壤水分监测方法如土壤取样和化验等，在时间和空间分辨率上受到限制，难以满足大范围和高时空分辨率的要求。
遥感技术具有高时空分辨率、全天候覆盖和定量化等优势，成为研究土壤水分的重要工具之一遥感土壤水分反演主要基于微波辐射原理，利用地球表面发射和散射的微波辐射特性与土壤水分含量之间的关系来计算土壤水分。
常用的遥感土壤水分反演方法有基于微波亮温的统计关系、基于微波散射的统计关系和基于机器学习的方法。
基于微波亮温的统计关系方法是通过统计分析亮温与土壤水分的关系建立反演模型。
该方法通常使用单通道或多通道的微波亮温数据，结合地表温度和植被指数等辅助信息，例如威斯特指数(VI)。
通过对不同土壤类型和植被覆盖条件下的地表亮温数据进行统计和回归分析，建立土壤水分与亮温之间的经验关系。
然后，根据遥感获取的亮温数据，利用建立的统计模型计算土壤水分。
基于微波散射的统计关系方法是通过微波辐射在土壤水分变化时的散射特性来进行反演。
散射特性与土壤的复介电常数有关，而复介电常数与土壤含水量之间存在一定的关系。
该方法通常使用合成孔径雷达(SAR)数据，根据雷达回波的散射特征来计算土壤含水量。
根据不同土壤类型和植被覆盖条件下的SAR数据，通过统计和回归分析建立土壤水分与散射特性之间的关系模型。
然后，根据遥感获取的SAR数据，利用建立的统计模型计算土壤水分。
基于机器学习的方法是利用机器学习算法来建立土壤水分与遥感数据之间的映射关系。
机器学习算法主要包括支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)、随机森林(RF)等。
该方法通常使用多源、多时相的遥感数据，结合地表观测和土壤采样数据，通过机器学习算法训练模型，建立土壤水分与遥感数据之间的非线性关系。
然后，根据遥感获取的数据，利用已训练好的模型进行土壤水分反演。
总结起来，遥感土壤水分反演原理主要基于微波辐射特性与土壤水分含量之间的关系，通过统计和回归分析建立土壤水分与遥感数据之间的模型，或者利用机器学习算法进行非线性映射，从而实现对土壤水分的反演。
雷 达 学 报Journal of Radars我国GNSS-R 遥感技术的研究现状与未来发展趋势李 黄*①夏 青①尹 聪①万 玮②①(中国气象局气象探测中心 北京 100081)②(北京大学地球与空间科学学院 北京 100871)摘 要：全球导航卫星系统(GNSS)不仅能够为空间信息用户提供全球共享的导航定位信息、测速、授时等功能，还可以提供长期稳定、高时间和高空间分辨率的L 波段微波信号源。
近年来利用其作为外辐射源的遥感探测技术，形成了一门新的全球导航卫星系统气象学(GNSS/MET)，其中GNSS-R 反射信号遥感技术的兴起和发展格外引人注目。
这是一种介于被动遥感与主动遥感之间的新型遥感探测技术，可以看作为是一个非合作人工辐射源、收发分置多发单收的多基地L 波段雷达系统，从而兼有主动遥感和被动遥感两者的优点，越来越受到人们的关注和青睐，先后开展了许多利用GNSS 系统进行大气海洋陆面遥感等领域研究工作。
该文系统介绍了GNSS-R 遥感技术的研究现状和发展趋势，并针对该技术给出了一个新的概念：外源助动遥感(Exogenous-Aided Remote Sensing, EARS)。
关键词：遥感；GNSS-R ；双基地雷达；主动；被动；助动中图分类号：TN958.97 文献标识码：A 文章编号： 2095-283X(2013)0-0 DOI : 10.3724/SP.J.1300.2013.13080The Current Status of Research on GNSS-R Remote Sensing Technologyin China and Future DevelopmentLi Huang ①Xia Qing ①Yin Cong ①Wan Wei ②①(Meteorological Observation Center , China Meteorological Administration , Beijing 100081, China )②(School of Earth and Space Sciences , Peking University , Beijing 100871, China )Abstract : Global Navigation Satellite System (GNSS), has a significant impact on all areas of human activity, not only can provide users with shared global navigation, position and timing information, but also can provide a L-band microwave signal source of long term stability and high temporal-spatial resolution. In recent years, development of the navigation satellite remote sensing applications using GNSS as a external illuminator, it has been forming a new Global Navigation Satellite System METeorology (GNSS/MET), of which Global Navigation Satellite System-Reflection (GNSS-R) signals remote sensing technology is rising. It could be considered as a non-cooperative artificial illuminator, bistatic (multi-static) radar system, and has the advantages of both passive and active remote sensing. Then it gets more and more people’s attention and favor, and broadening into Atmosphere -ocean and land surface remote sensing fields. However, the address of this technology is very messy at home and abroad, and not able to accurately express its special meaning. This article attempts to give a new term: Exogenous-Aided Remote Sensing (EARS) for discussion.Key words : Remote sensing; Global Navigation Satellite System-Reflection (GNSS-R); Bistatic radar; Active; Passive; Exogenous-Aided1 GNSS-R 遥感技术的兴起和发展全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)以美国GPS 系统为代表取得巨大的2013-08-30收到，2013-09-25改回；2013-10-16网络优先出版中国气象局公益性行业(气象)科研专项《导航卫星电离层三维探测技术研究和探空技术开发》, “十二五”民用航天预先研究项目《主被动遥感协同反演关键技术评价与验证》资助课题 *通信作者： 李黄 hl@成功，对于人类活动的各个领域都产生了空前的影响。
基于SAR卫星影像的农作物生长监测研究近年来，随着遥感技术的迅速发展，基于SAR卫星影像的农作物生长监测逐渐成为研究热点。
SAR卫星影像具有不受云层和大气影响的优势，且具有高分辨率和高灵敏度的特点，被广泛应用于农业生产、自然资源管理和环境监测等领域。
一、SAR卫星影像在农作物生长监测中的应用在农作物生长监测方面，SAR卫星影像主要用于土壤水分监测和农田覆盖度计算。
土壤水分是影响农作物生长的重要因素之一，通过SAR卫星影像可以获取农田土壤水分信息，从而指导灌溉和农田管理。
同时，利用SAR卫星影像可以计算农田覆盖度，该指标反映出农作物的生长状况，对于农业生产的调控和管理具有重要意义。
二、SAR卫星影像在农作物生长监测中的研究进展目前，相关学者已经开始对SAR卫星影像在农作物监测中的应用进行了一系列的研究。
在SAR卫星影像的处理方面，研究人员主要探讨了相干性或幅度数据的时间序列分析、极化数据的应用以及多源数据的融合等技术手段，以提高监测精度和效果。
在具体应用方面，学者们关注了农田覆盖度和土壤水分等指标的计算方法和误差分析，同时也考虑了不同农作物种植区域之间的差异性。
三、未来发展方向随着遥感技术的不断改进和SAR卫星影像的不断丰富，相信SAR卫星影像在农作物生长监测中的应用将会越来越广泛。
未来的研究方向主要包括：1. 基于机器学习算法的数据解释和提取；2. 农作物生长监测数据和气象、土地等数据的融合应用；3. 多源数据的集成和数据决策支持系统的建立。
四、结语基于SAR卫星影像的农作物生长监测是农业生产中的一个重要研究领域，该技术的应用将会为现代化农业的发展提供有力支持。
加强SAR卫星影像的应用研究，将会为提高农业生产效率、保护自然资源和环境，推动可持续发展等方面发挥积极的作用。
土壤水分测定方法研究【摘要】本文简述了现今国内外土壤水分研究现状，总结了常用的测定土壤水分的方法及其原理，比较分析了各种测定方法的优缺点。
分析出了本领域中存在的主要问题以及接下来的研究展望，为土壤水分测定精度、操作性、实用性的研究提供一定的参考。
【关键词】土壤水分；测定一、土壤水分测定的主要方法（1）烘干法。
烘干法又名重量法。
烘干法测定的是土壤重量含水量，有恒温箱烘干法、酒精燃烧法、红外线烘干法等，恒温箱烘干法一直被认为是最经典和最精确的标准方法。
即取土样放入烘箱，烘至恒重，此时土壤水分中的自由态水以水蒸气形式全部散失掉。
再称重量，从而获得土壤水分含量。
烘干法的优点是就样品本身而言结果可靠，是土壤水分测定的基本方法，也是检验其他测定方法优劣性的常用方法。
但它的缺点也是明显的，取样时会破坏土壤深层，且取样困难，定点测量时不可避免由取样换位而带来误差，在很多情况下难以进行长期原位监测，且受土壤空间变异性影响也比较大。
另外传统的测定含水量的恒温箱烘干法费时费力（需8小时以上），还需要干燥箱及电源，不适合野外作业。
采用酒精燃烧法，由于需要翻炒多次，极为不便，不适合用于细粒土壤和含有有机物的土壤，且容易掉落土粒或燃烧不均匀而带来较大误差。
红外线法测定精度虽高，但需要专门的仪器。
（2）射线法-中子仪法。
中子仪法是将中子源埋入待测土壤中，中子源不断发射快中子，快中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞，快中子损失能量，从而使其慢化。
中子法十分适用于监测田间土壤水分动态，套管永久安放后不破坏土壤，能长期定位连续测定，不受滞后作用影响，测深不限。
中子仪还可与自动记录系统和计算机连接，因而成为田间原位测定土壤含水量较好的方法，并得到广泛应用。
需要田间校准是中子法的主要缺点之一。
另外，仪器设备昂贵，一次性投入大。
中子法对土壤采样范围为一球体，这使得在某些情况下测量结果会出现偏差。
此外，中子仪还存在潜在的辐射危害。
（3）介电特性法——时域反射仪法（tdr）。
微波遥感技术在土地利用变化监测中的应用研究随着人类经济、社会和生态环境的快速发展，土地资源的利用变化对于人类社会的可持续发展具有至关重要的意义。
而现代遥感技术是一种高效、快捷、可视化的技术手段，它可以为土地利用变化监测提供丰富的信息，微波遥感技术因其能够在复杂的大气水汽和云层干扰下获取土地表面信息而成为土地利用变化监测的主要工具之一。
一、微波遥感技术的基本概念和原理微波遥感技术，是利用微波能量与被观测的物体相互作用，获取地球表面和大气信息的一种遥感技术。
微波属于电磁波的一种，波长介于1mm至1m之间。
微波较短的波长使其在穿透大气层、云层、植被等方面具有优势。
微波遥感技术主要包括雷达遥感和微波成像技术两类。
雷达遥感常用于海洋监测、卫星定位、气象预测和地震探测等方面。
微波成像技术则是将微波能量转化为图像信息，主要应用于卫星遥感、地学探测以及军事等领域中。
微波成像技术不仅具有遥感的通用性，而且还能够直观表现出被观测物体的形态和特征，标志着遥感技术的发展进入一个新的领域。
二、微波遥感技术在土地利用变化监测中的应用近年来，随着土地资源利用的不断改变，微波遥感技术在土地利用变化监测中的应用越来越广泛。
尤其是在城市化建设、农村开发、环境治理和自然资源监测等领域中，微波遥感技术的应用得到了充分的发挥。
1. 微波遥感技术在城市绿地的监测中的应用城市绿地是城市环境中重要的景观组成部分，对于缓解城市污染和改善环境质量具有重要的作用。
利用微波遥感技术结合机器学习模型，可以快速准确地提取城市绿地的类型、分布和空间格局信息。
这对于城市规划、土地利用和环境保护具有重要意义。
2. 微波遥感技术在农业生产中的应用微波遥感技术还可以应用于农业生产领域，在农村开发和农田水利方面得到广泛应用。
微波遥感技术可以在田间地头实时监测农作物的生长情况、饲草的生长情况以及土壤水分等环境参数的变化，为农业生产提供及时的信息支持。
3. 微波遥感技术在自然资源监测中的应用自然资源监测是保护生态环境和可持续发展的重要手段之一。
第26卷,第2期国土资源遥感Vol．26,No．22014年06月ＲEMOTE SENSING FOＲLAND ＆ＲESOUＲCESJun．,2014doi :10．6046/gtzyyg．2014．02．04引用格式:吴黎,张有智,解文欢,等．土壤水分的遥感监测方法概述[J ]．国土资源遥感,2014,26(2:19－26．(Wu L ,Zhang Y Z ,Xie W H ,et al．Summary of remote sensing methods for monitoring soil moisture [J ]．Ｒemote Sensing for Land and Ｒesources ,2014,26(2:19－26．土壤水分的遥感监测方法概述吴黎1,张有智1,解文欢1,李岩1,宋静波2(1．黑龙江省农业科学院遥感技术中心,哈尔滨150086;2．黑龙江省社会科学院应用经济所,哈尔滨150000摘要:回顾了目前国内外土壤水分的遥感监测方法,介绍了反射率法、植被指数法、地表温度法、温度－植被指数法、作物水分胁迫指数法、热惯量法和微波法,并对各方法的优缺点进行了详细比对;在总结国内外土壤水分遥感监测研究方法的基础上,对目前该研究领域的重点、难点和未来的发展方向进行了评价。
认为:热惯量法和植被温度指数法是较为成熟的方法;微波遥感因其独特的优越性,将是该领域的重点研究方向。
关键词:遥感;土壤水分;地表温度;热惯量;微波中图法分类号:TP 79文献标志码:A文章编号:1001－070X (201402－0019－08收稿日期:2013－04－15;修订日期:2013－06－19基金项目:0引言土壤水分是自然界水分平衡的重要参量,根据土壤－作物－大气连续体(soil －plant －atmosphere continuum ,SPAC 理论,水分在连续体内的运动主要由水势差决定。
土壤水分与干旱存在密切关系,而干旱是我国农业生产的最大威胁。
第２７卷第４期２００７年８月 水土保持通报Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ ＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＶｏｌ． ２７Ａｕｇ．，Ｎｏ． ４２００７
土壤水分遥感监测的研究进展 全兆远‘，张万昌“日．南京大学国际地球系统科学研究所，江苏南京２１００９３； ２．南京大学地球科学系，江苏南京２１００９３ ；摘要：土壤水分是土壤的重要组成部分，在地一气界面间物质、能量交换中起着重要的作用，是农作物生长发育的基本条件和农作物产量预报的重要参数。遥感技术具有大面积同步观测，时效性、经济性强的特点，为大面积动态监测土壤水分提供了可能。简述了到目前为止出现的几种主要的土壤水分遥感监测方法，如热惯量法、作物缺水指数法、归一化植被指数法、植被指数距平法、植被供水指数法、植被状态指数法、温度状态指数法、温度植被干旱指数法、高光谱法、微波遥感法，并分析了各种方法的原理和特点，最后展望了土壤水分遥感监测方法的发展趋势。关键词：遥感；监测；土壤水分，进展文献标识码：Ａ文童编号：１０００－２８８Ｘ（２００７）０４－０１０７－－０７中图分类号：５１５２．７， Ｘ８３０
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｂｙ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ
ＴＯＮＧ Ｚｈａｏ－ｙｕａｎ＇，ＺＨＡＮＧ Ｗａｎ－ｃｈａｎｇｔ （１． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｅａｒｔｈ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ（ＥＳＳＩ）， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００９３， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００９３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ， ａｎｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｅｎｅｒ－ｇｙ ｅｘｃｈａｎｇｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅａｒｔｈ ａｎｄ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ． Ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｃｒｏｐ ｇｒｏｗｉｎｇ ａｎｄ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄｆｏｒｅｃａｓｔ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙ， ｔｉｍｅｌｙ， ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｌｙ， ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｍａｋｅｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｏｓｓｉｂｌｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｕｐ－ｔｏ－ｄａｔｅ ｐｒｏ－ｇｒｅｓｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｉｎ－ｅｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｅｒｔｉａ ａｐｐｒｏａｃｈ， ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎｄｅｘ ｍｅｔｈｏｄ， ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｃｈｅｍｅ， ＡＴ－ＮＤＶＩ， ｃｒｏｐ ｗａｔｅｒ ｄｅｆｉｃｉｔ ｉｎｄｅｘ ｍｅｔｈｏｄ， ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｓｃｈｅｍｅ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘｍｅｔｈｏｄ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｄｒｙｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ ａｐｐｒｏａｃｈ， ｈｙｐｅｒ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｂａｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｒｉｅｎｔａｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｌｇｏ－ｒｉｔｈｍ ｏｒ ａｐｐｒｏａｃｈ ａｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｏｎｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｂｙ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｍｏｎｉｔｏｒ； ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ； ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ； ｐｒｏｇｒｅｓｓ 土壤水分是土壤的重要组成部分，在地一气界面量，但只能得到单点的数据，需要大量的人力物力，不间物质、能量交换中起着重要的作用，是农作物生长仅费时．而且成本高，很难高效率地获取大范围的土发育的基本条件和农作物产量预报的重要参数，也是壤水分。不仅如此，由于土壤、地形、植被覆盖上的空水文学、气象学等科学研究领域的重要环境因子和过间差异使单点的代表性差，也限制了它的应用范围口程参数，因此对土壤水分监测方法的研究具有很高的遥感获取土壤水分是通过测量土壤表面反射或现实意义和科学价值，是众多学科的热点研究问题。发射的电磁能量，探讨遥感获取的信息与土壤水分之 传统的土壤水分监测方法主要包括重量法、中子间的关系，从而反演出地表土壤水分。用遥感的方法仪法、张力计法、伽马射线衰减法、电磁技术、湿度计监测土壤水分可以得到土壤水分在空间上的分布状法等，这些方法虽然可以准确估测土壤剖面的含水况和时间上的变化情况，监测范围广，速度快，成本
收稿日期：２００７－０２－１５修回日期：２００７－０５－１８资助项目：国家重点基础研究发展规划项目（２００６ＣＢ４００５０２）及（２００１ＣＢ３０９４０４）；中国科学院“百人计划”择优支持项目〔８－０５７４９３）；中国 科学院大气物理研究所东亚区域气候一环境重点实验室开放基金作者简介：全兆远（１９８２－），男（汉族），河南省南阳市人，硕士研究生，从事遥感生态应用研究。Ｅ－ｍａｉｌ： ｔｏｎｇｅｈａｏｙｖａｎ）ｓｉｎａ。。。。通讯作老１张万昌（１９６６－），男，〔汉族〕，博士，教授，从事遥移与ＧＩＳ水文水资源研究。Ｅ－ｍａｉｌ： ｚｈａｎｇｗｃ）ｎｉｕ． ｅｄａ． ｃｎ
万方数据水土保持通报第２７卷低，具备进行长期动态监测的优势，是目前研究的重点。由于遥感获取的参数与土壤水分的关系复杂，用遥感方法获取土壤水分信息也是目前研究的难点‘
１遥感监测土壤水分的理论基础
不同波段反演土壤水分的原理不同。在可见光和近红外波段，不同湿度的土壤具有不同的地表反照率，通常湿土的地表反照率比干土低，并且从理论上可以测量这种差异。但是由于土壤有机质、地表粗糙度、纹理、人射角以及植被覆盖等干扰因素的影响，这种方法并不实用。 在热红外波段遥感可以监测地表温度，而地表温度与土壤水分有关。另一方面，利用地表温度可以获得土壤热惯量，进而估测土壤水分。土壤热惯量与土壤水分关系密切，土壤水分高，土壤热惯量高；反之，土壤热惯量低。 微波分为被动微波和主动微波。被动微波通过测量土壤亮温来估测土壤水分，土壤亮温由土壤介电常数和土壤温度决定，而介电常数和温度与土壤水分有关，可以通过土壤亮温反演土壤水分。主动微波测量土壤的后向散射系数，土壤后向散射系数主要由介电常数和土壤粗糙度决定，而介电常数由土壤水分决定，因此可以利用雷达反演土壤水分２遥感监测上壤水分的主要方法 遥感监测土壤水分的研究始于２０世纪６０年代末，伴随着遥感技术的不断发展，遥感监测土壤水分的方法也在不断发展和完善，出现了基于不同遥感原理的监测方法，如热惯量法、作物缺水指数法、植被指数距平法、植被状态指数法、温度状态指数法、温度植被干早指数（ＴＶＤＩ）法、高光谱方法、微波遥感方法等。２．１热惯，法及表观热惯且法 热惯量是土壤的一种热特性，是引起土壤表层温度变化的重要因素，影响土壤温度日较差的大小。同时由于水分有较大的热容量和热传导率使较湿的土壤具有较大的热惯量，因此土壤水分与土壤热惯量间有重要的联系。热惯量法是在裸地或低植被覆盖土地的能量平衡方程基础上，对土壤表层水分进行定量反演的一种方法。 热惯量可以表示为： Ｐ＝勺场式中：尸—热惯量（Ｊ・ｍ－２・ｋ一，・ｓ－ＶＺ）；几－－一土壤热导率（Ｊ・ｍ＇・ｋ－＇・ｇ＇）： ｐ－土壤密度（ｋｇ／ｍ＇ ）；ｃ—土壤比热（Ｊ・ｋｇ －Ｉ・ｋ－＇） ｏ根据热传导方程及能量平衡方程，可得：１一ＡＴ－、一了．ｎ（．Ｐ＇ ＋抓ｗＢＰ ｝ Ｂ＇）ｖｚ ２Ｓ， Ｃ，Ａ｝（１）式中：Ｔ．．． ， Ｔ．．—分别为地表最高、最低温度，即昼夜温度；Ａ—地表全波段反射率，其值可由ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ通道１和通道２的反射率Ａ，，，Ａ，，ｕ得到；Ｂ—与天气和地面状况有关的综合参数；。—角频率；５。—太阳常数；Ｃ一一短波辐射的大气透过率；Ａ，—太阳赤纬与地球纬度的函数。 在同一幅遥感图像中，Ｓｏ，Ｃ，．。和Ｂ为常数，Ａ，也仅与地理纬度有关。因此，（１）式左边反映了热惯量的相对大小，通常把它定义为表观热惯量Ｉ－（单位：ｋ一，），即：
Ｉ。二１一ＡＴｍ、一丁ｎ。
从理论上讲，土壤含水量与真实热惯量之间有密切的关系。但真实热惯量与地表综合参量Ｂ有关，且Ｂ值计算复杂．需要大量地面数据支持。若忽略地理纬度的影响，可以在实际应用中用表观热惯量ＩＡ：来近似代替真实热惯量尸，直接建立表观热惯量几丁与土壤含水量５，之间的遥感统计模式，大多数都是建立两者之间的线性模型Ｌ１１： Ｓ｝＝ａ －几：干ｂ。但肖乾广等认为Ｃｚｌ幂函数模型：Ｓ｝ ＝ａｂ＇Ａ，，要比线性模型精度高，更具有物理意义。 Ｗａｔｓｏｎ最早应用了热模型＂＇， Ｒｏｓｅｍａ进一步发展了他们的工作闭，提出了计算热惯量、逐日蒸发的模型。Ｐｒｉｃｅ的经典热惯量法在对地表综合参量Ｂ求解过程中［，＿，需要代人大量的地面实测数据作为支持，降低了这种方法的实用性；而Ｐｒａｔｔ等人采用训练场的做法［Ｃ，以点代面，降低了监测精度；隋洪智等人提出了表观热惯量ＵＡＴ）概念［ｚ７，在考虑了地面因子和大气因子的情况下，简化能量平衡方程，使用ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ数据计算热惯量，得到植被覆盖度较低条件下土壤表观热惯量与土壤水分的一元线性关系，提高了这种方法的实用性，使直接利用卫星资料推算得到地表热特性参量成为可能；肖乾广等［ｚ７用ＮＯＡＡ气象卫星资料研究用热惯量模式监测土壤水分，引入了“遥感土壤水分最大信息层”的概念，建立了多时相的土壤水分监测幂函数模型，提高了线性模型的精度；余涛、田国良［［－ｓ从Ｐｒｉｃｅ等人的研究出发，经过适当简化，由Ｂ的定义导出另一个Ｐ，Ｂ，介关系式，提出了一种改进的求解土壤表层热惯量的方
