【摘 要】
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土壤湿度是联系陆地水,能量和碳循环的关键水文变量.全球和区域土壤湿度信息在地表水和能量通量估计,净碳通量量化,提高洪水预测和干旱监测精度等方面具有重要的作用.本文结合IEM和SVR模型反演裸露农田土壤水含量,针对实测土壤表面粗糙度参数存在的不确定性,基于IEM模型引入校正的相关长度参数Lopt,利用SVR模型估算裸露农田土壤水含量,结合现场实测数据对反演结果进行定量评定分析.首先通过IEM模拟的雷
【机 构】
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中国矿业大学环境与测绘学院,徐州221116 国家基础地理信息中心,北京100830
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土壤湿度是联系陆地水,能量和碳循环的关键水文变量.全球和区域土壤湿度信息在地表水和能量通量估计,净碳通量量化,提高洪水预测和干旱监测精度等方面具有重要的作用.本文结合IEM和SVR模型反演裸露农田土壤水含量,针对实测土壤表面粗糙度参数存在的不确定性,基于IEM模型引入校正的相关长度参数Lopt,利用SVR模型估算裸露农田土壤水含量,结合现场实测数据对反演结果进行定量评定分析.首先通过IEM模拟的雷达后向散射系数与对应的土壤表面参数建立训练数据集,采用SVR模型学习训练数据集建立土壤水分反演模型.然后利用河北邯郸2015年4月28日和5月22日Radarsat-2影像和现场实测数据构建验证数据集,将土壤水分反演模型应用于该验证数据集,获取相应的土壤湿度信息.实验结果表明,利用实测的表面粗糙度参数和雷达后向散射系数作为输入参数,得到的土壤水分反演结果与实测土壤水含量存在较大偏差,其中05-22期数据万年实验区土壤水分反演结果的均方根误差RMSE=7.79 vol.％,土壤水分实测值与反演结果之间的相关系数R2=0.40.针对实测表面相关长度参数存在的不确定性,基于IEM模型引入了校正的相关长度参数Lopt,代替实测相关长度L,进而用于估算土壤水含量.实验结果表明,利用校正的相关长度作为输入参数能够有效提高土壤水分反演精度,05-22期数据万年实验区土壤水分反演结果的均方根误差RMSE=4.65 vol.％,实测值与反演结果之间的相关系数R2=0.63.通过河北邯郸九龙和万年研究区两期土壤水分反演实验,以及与现场实测资料定量评定分析,验证了结合Lopt参数的SVR模型能够用于估算裸露农田土壤水含量.
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