基于Landsat 8数据的荒漠土壤水分遥感反演

高 琪, 彭 杰, 冯春晖, 宋 奇, 马自强, 王玉珍

(1.塔里木大学 植物科学学院， 新疆 阿拉尔 843300;2.北京大学 地球与空间科学学院， 遥感与地理信息系统研究所， 北京 100000)

水资源是地球生态系统的重要组分，并在全球水汽循环中发挥着积极作用，土壤水分作为水资源的重要分支，是连接植被、土壤和大气的关键因子，随着全球气候变暖，三者间物质和能量循环加剧，从而土壤水分蒸散严重，干旱现象频繁发生，如何合理的监测土壤水分运移，改善旱情是当今全球的热点问题[1-4]。传统土壤水分监测是基于地面有限点的测定，不但耗损大量经济成本和人力资源，而且空间连续性缺乏，时空信息获取困难，导致传统方法难以满足大范围土壤水分监测的需求[5]。遥感技术因具有宏观性、高效性、时效性、经济成本低和地面限制因素少等独特优势，已逐渐发展为现今土壤水分研究的关键方法[6]。

20世纪60年代至今，以遥感监测土壤水分的技术日渐成熟，并逐渐形成了微波遥感法、热惯量法、温度—植被干旱指数法和光谱指数法等[7-8]。其中，微波遥感在监测过程中易受地形、植被覆盖度和地表温度的影响[9-10]；热惯量法存在卫星数据获取时效性差、遥感图像解译效果低等劣势[11]；温度-植被干旱指数法不适用于高植被覆盖区域土壤水分的监测；光谱指数法在监测过程中虽对遥感数据要求较多，但在植被和土地类型多样且覆盖程度复杂区域有较好的监测效果，因此，以光谱指数法监测地貌和植被类型复杂的空台里克地区土壤水分变化，其适应度更高，监测效果更为显著。……