基于高光谱影像分解的土壤含水量反演技术

吴 见，刘民士，李伟涛

（滁州学院 地理信息与旅游学院，安徽 滁州239000）

土壤是农业生产的基础，土壤的水分含量、质地、有机质含量［1－2］等性质会影响作物生长，其中，土壤水分不仅是植物生长和发育的必要条件，也是精准农业中重要的信息。因此，土壤含水量监测一直是学者们研究的重点［3－4］。传统的土壤含水量测定方法，如张力计法、烘干法等均以点测量为基础，准确性较高，但周期长、工作量大。遥感技术主要以可见光—近红外、热红外和微波波段对土壤含水量进行反演，热红外波段反映的是地表很薄的一层信息，但也可利用热惯量和辐射平衡估测表层以下的土壤水分，高光谱遥感具有精细的光谱分辨率，能根据可见光和近红外波段的光谱信息，分析影响土壤含水量变化的光谱特征［5－6］，建立光谱特征与 土壤含水量的 关系模型［7－8］，进而定量反演土壤含水量。

目前，土壤含水量遥感监测研究大多是针对裸土进行的，对于卫星遥感来说，实际情况往往是植被与土壤同时存在于像元中，土壤含水量的监测不可避免地会受到植被光谱信息的影响。实际研究发现土壤含水量变化引起的光谱差异与植被含水量变化引起的光谱差异并不相同［9］，因此剔除植被光谱信息对土壤水分的干扰，是监测土壤含水量的有效途径。本研究对高光谱影像进行光谱分解，剔除植被光谱的干扰，同时对土壤贡献的光谱进一步处理，建立土壤含水量反演模型。

1 研究区概况及影像数据选取

1.1 研究区概况

怀柔区地处北京东北部，总面积达2 128.7km2，是华北平原、内蒙古高原以及燕山山脉的过渡地带。……