基于RS与GIS的白沙灌区土壤墒情监测系统

论文摘要

加强土壤墒情监测技术的信息化管理,发展灌区内的土壤墒情监测技术,完善灌区的土壤墒情监测系统的创建,是农田水资源科学管理和合理利用的保障。白沙灌区土壤墒情监测系统的设计与实现可以为灌区内的用水管理、农田灌溉以及实现灌区的综合节水目标提供了强有力的管理手段和方法。本文在收集白沙灌区土壤墒情资料、气象资料和土壤资料数据的基础上,选取在白沙灌区内不同地区、不同土壤类型以及不同种植作物的参考因子,结合灌区内的自然地理环境、气候条件和节水措施,建立分布合理的土壤墒情监测站,并将由此获取的土壤墒情监测数据作为数据库的核心基础数据。这些由土壤墒情监测站获取的数据既是研究白沙灌区内土壤墒情变化的主要数据源,也是对比分析应用遥感影像获取白沙灌区土壤墒情监测信息的参考依据。本文全面系统地针对MODIS数据产品的分析与应用进行了研究,由于MODIS波段较多等诸多优点,使得它能较好地反演有关土壤墒情监测的参数因子,包括地表温度、昼夜温差、植被指数和反射率等信息,是目前进行大范围监测土壤墒情信息的最佳数据源。通过白沙灌区土壤墒情监测系统的应用,采用MODIS遥感影像反演的各种参数,反演灌区内的土壤墒情监测信息,完成灌区内土壤墒情信息快速有效地监测与管理。通过本文所建立的系统不但具有友好的人机交互界面,而且具有智能性、可扩展性以及可视化等特点。首先,可以实现针对白沙灌区内的土壤墒情监测站的实时监测。通过实时快速的监测与实时信息的处理可以及时快速地、动态地获取灌区内的土壤墒情信息,针对灌区内的土壤墒情信息进行农田灌溉有效的监督和评价,提高水资源的利用率。其次,白沙灌区土壤墒情监测系统与遥感技术的融合,更有利于土壤墒情数据的监测与管理,并采用计算机辅助技术、数字通信技术以及网络技术等先进技术,实现了白沙灌区内的信息共享和网络发布功能。最后,系统实用性强,操作简单快捷,功能可扩展性强,界面友好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文结构安排
• 2 研究区域概况与资料的选取
• 2.1 研究区域概况
• 2.2 白沙灌区遥感数据来源及选取
• 2.2.1 遥感数据的选择
• 2.2.2 MODIS产品数据选取
• 2.3 MODIS数据预处理
• 2.3.1 数据的投影转换
• 2.3.2 数据切割与参数计算
• 2.4 土壤墒情基础资料的收集
• 2.5 土壤墒情监测站点的布设与数据采集
• 2.5.1 墒情站点的布设
• 2.5.2 土壤墒情监测站数据的采集
• 3 基于MODIS的土壤墒情遥感监测模型研究
• 3.1 基于热惯量法的遥感监测方法
• 3.2 基于植被供水指数法的遥感监测方法
• 3.3 基于遥感监测模型的数据选取
• 4 白沙灌区土壤墒情监测系统的设计
• 4.1 系统体系设计
• 4.1.1 系统总体设计
• 4.1.2 系统结构设计
• 4.2 系统功能设计
• 4.2.1 土壤墒情信息管理子系统
• 4.2.2 土壤墒情遥感监测子系统
• 4.2.3 网络信息发布子系统
• 4.2.4 数据库管理子系统
• 4.3 数据库的设计
• 4.3.1 设计原则与目标
• 4.3.2 数据库的组成
• 4.3.3 属性数据库设计
• 4.3.4 空间数据库设计
• 4.4 系统开发的技术支持
• 4.4.1 ADO.NET技术
• 4.4.2 ArcGIS Server
• 4.4.3 GIS开发组件—ArcGIS Engine
• 4.5 系统开发与运行环境
• 4.5.1 系统开发环境
• 4.5.2 系统运行环境
• 5 白沙灌区土壤墒情监测系统的实现及应用
• 5.1 系统的数据处理流程
• 5.2 系统主要界面
• 5.3 系统的应用成果
• 5.3.1 墒情监测结果统计分析
• 5.3.2 监测区的土壤墒情遥感监测
• 5.3.3 系统的其他应用
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 白沙灌区土壤墒情数据库的数据字典
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果