基于遥感技术的灌区动态信息监测

论文题目: 基于遥感技术的灌区动态信息监测

论文类型: 硕士论文

论文专业: 农业水土工程

作者: 张智韬

导师: 李援农,汪志农

关键词: 遥感,土壤水分,土地利用,小麦估产

文献来源: 西北农林科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 灌区的动态信息,特别是灌区土地利用面积、土壤水分、作物产量等,日益受到各级管理部门及政府部门的重视,它是正确指导农业生产、合理利用现有资源的前提。讨论利用遥感技术对灌区动态信息的实时监测,作到为管理部门提供及时、准确的灌区动态信息是一个很有意义的课题。 本论文利用2003年到2005年的六期Landsat TM数据,对宝鸡峡二支渠灌区及杨陵地区的土地利用面积提耿、土壤水分监测、小麦估产进行研究。 在遥感土地利用面积提取方法研究中,以2004年6月16日遥感影像为研究对象,根据杨陵区五泉乡地区特点,提出了分层分类专题提取的方法,分别对各种土地利用类型进行主成分分析法、归一化植被指数法、坐标法以及非监督分类等方法的综合使用、分类提取。经验证五种典型土地利用类型分类结果,其提取平均精度达到88%以上,基本满足使用要求。 对土壤水分的监测建模,是通过对2004到2005年期间的六期数据与对应的遥感影像数据建立关系,分别以0-10cm、0-20cm、0-40cm、0-60cm平均土壤含水量建立了波段系数法监测模型、热红外监测模型和土壤湿度指数法监测模型。 波段系数法监测模型是利用TM影像巾包含的“湿度”因了,并根据“湿度”对监测土壤含水量贡献的大小,分别对各波段值乘以系数并求和,从而提取出“湿度”因子,建立了一种监测土壤水分的半经验方法。 热红外监测模型是根据土壤水分与地表温度有很高的相关性而建立的。通过TM6卫星数据可反演出地表温度,建立两者之间的线性关系,可用于土壤水分的监测。结果表明,其监测精度可达90%以上,并受植被覆盖影响较小。 应用归一化土壤湿度指数监测土壤水分,总体监测精度的最佳深度为监测0-40cm的平均土壤含水量,其次为监测0-20cm深的平均土壤含水量,最后为0-10cm深和0-60cm深的平均土壤含水量。在监测最佳深度0-40cm的平均土壤含水量时,其实际应用精度可达到80%以上。 对这三种土壤水分监测模型,经评定,热红外监测模型监测精度最高,可达到90%以上,归一化土壤湿度指数法和波段系数法次之,一般监测精度可达80%以上。 用GDVI与小麦产量关系进行遥感估产,经实践证明,其精度较高,可基本满足宏观估产要求。并且,此方法易于操作,经济性强,因此,此方法可用于实际应用中。在实际应用时可积累多年GDVI值与产量的关系,对模型作进一步修改和完善,以提高模型估产的实用性和稳定性。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 土地利用分类提取的研究进展

1.2.2 遥感监测土壤水分研究进展

1.2.3 遥感技术用于农作物估产的研究进展

1.3 研究目标、内容与技术路线

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 研究方法

1.3.4 技术路线

第二章 实验数据获取及遥感数据预处理

2.1 研究地概况

2.2 实验数据获取

2.2.1 卫星数据概况

2.2.2 基础数据

2.3 遥感数据的预处理

2.3.1 辐射校正

2.3.2 几何精校正

第三章 土地利用分类提取的应用研究

3.1 概述

3.2 遥感影像数据及基础数据

3.3 土地利用信息提取

3.3.1 土地利用的类别划分

3.3.2 建立分层分类树

3.4 专题提取

3.4.1 人工建筑物

3.4.2 植被

3.4.3 农田

3.4.4 居民地和设施农业

3.4.5 果园与林地

3.5 分类合并及精度分析

3.6 结论

第四章 遥感监测土壤水分研究

4.1 数据采集

4.1.1 土壤水分采集试验方案

4.1.2 各采样点数据及对应的 TM灰度值

4.2 波段系数法监测土壤水分

4.2.1 线性模型的建立原理

4.2.2 各波段系数求解

4.2.3 遥感影像建模实现

4.2.4 精度分析

4.2.5 结论

4.3 热红外波段监测土壤水分

4.3.1 土壤含水量与地面温度之间的关系

4.3.2 建立模型

4.3.3 遥感影像的建模实现

4.3.4 精度评定

4.3.5 结论

4.4 土壤湿度指数法监测土壤水分

4.4.1 相关分析

4.4.2 模型的建立

4.4.3 遥感图像的实现

4.4.4 精度分析

4.4.5 结论

4.5 小结

第五章 遥感小麦估产方法研究

5.1 概述

5.2 数据的获取与处理

5.2.1 遥感影像的获取

5.2.2 图像预处理

5.2.3 小麦产量数据获取及处理

5.3 小麦种植面积的提取

5.3.1 生成 GDVI图像

5.3.2 小麦分离阀值的确定

5.3.3 小麦面积的提取

5.4 小麦估产

5.4.1 模型的建立

5.4.2 小麦估产

5.4.3 制作产量分布图

5.5 精度评定

5.6 结语

第六章 结论

致谢

附图

作者简介

主要参考文献

发布时间: 2007-04-06

参考文献

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