GNSS-R土壤水分反演研究进展

土壤水分是陆地水循环中最活跃的部分,是影响水文、生物生态和生物地球化学过程的关键变量。全球导航卫星系统反射测量(GNSS-R)技术由于使用L波段的电磁波且具备高频观测的能力,是土壤水分监测的有效手段。北斗卫星导航系统(BDS)是我国自行研制的全球卫星导航系统,土壤水分监测也是其业务应用的重要组成部分。从观测平台、反演方法两方面对当前GNSS-R反演土壤水分的研究进行了总结分析,指出了不同反演方法的优势和劣势,并进一步阐明了BDS对GNSS-R土壤水分反演研究的主要贡献和优势。

2021年十大孔兑区域土壤侵蚀空间分布特征

土壤侵蚀是内蒙古自治区十大孔兑区域最严重的环境问题之一。为该区域生态环境的健康发展,本研究基于多源数据结合多种土壤侵蚀模型对2021年十大孔兑区域的土壤侵蚀做出评估,评估结果显示:2021年十大孔兑区域土壤侵蚀面积为4398.85 km^(2),占区域总土地面积的40.86%,其中轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈等级的土壤侵蚀面积分别为2614.38 km^(2)、1328.74 km^(2)、276.29 km^(2)、194.45 km^(2)和40.15 km^(2),区域整体以中度和轻度侵蚀为主。基于评估结果本研究总结了十大孔兑区域土壤侵蚀的空间分布特点,并综合多因素对侵蚀特征进行分析,最终得到如下结论:(1)十大孔兑区域的水力侵蚀离散分布于孔兑上游,这是由地形地貌、植被覆盖等多个因素共合同作用导致的,其中地形地貌对侵蚀分布的影响相对较大;(2)十大孔兑区域的风力侵蚀聚集分布于孔兑中下游,中游的库布齐沙漠是孔兑中风力侵蚀最为严重的区域,风力侵蚀的分布受到土地利用类型和植被覆盖的影响较大;(3)十大孔兑区域的土壤侵蚀集中在达拉特旗、东胜区和杭锦旗境内,但由于各县区部分覆盖的侵蚀地貌不同,各县区在水力和风力侵蚀面积占比上有很大差异。

土壤水分光学遥感反演方法研究进展和挑战

土壤水分是影响地表降雨与径流的重要参数,也是理解地气间以水和能量为媒介的交互反馈作用的关键参数,对该参数的监测对于农业发展、水资源管理等具有重要意义。遥感反演作为土壤水分大范围监测的主要手段,反演方法和反演精度受到诸多研究的关注。这其中土壤水分的光学遥感反演研究历时最长,目前已形成了多种反演方法。为梳理这些反演方法,首先总结了土壤水分光学反演常用的光学遥感数据,后根据与土壤水分建立相关关系的对象不同将反演方法划分为反射率法、指数法和热惯量法并分别阐述其原理、优缺点及研究进展,最后总结出目前光学遥感反演方法所面临的主要问题,分别是反演方法受云雾天气影响严重、反演方法所能反演土壤水分的有效深度很小以及反演方法针对地表异质性考虑不足。

土壤水分微波反演方法进展和发展趋势

土壤水分是连接地表水循环和能量循环的关键参量,精确获取该参量对于理解气候变化、地表水文过程、地气间能量交换机理等具有重要意义。微波遥感由于其较为合适的探测深度和坚实的理论基础在观测地表浅层土壤水分上具有很大优势,结合反演方法可以获取空间连续的土壤水分含量,有助于更加客观认知土壤水分的时空演变机理。随着微波遥感数据的不断丰富,多种微波遥感土壤水分反演方法相继涌现,为了更好地了解其发展和趋势,本文总结了当前土壤水分微波反演常用的卫星遥感数据并分析其发展趋势,后从主动微波反演、被动微波反演和多源协同反演3个方面梳理了各类土壤水分微波反演方法的原理、发展和优缺点,最终总结出目前微波遥感土壤水分反演方法的发展趋势:即土壤水分微波反演方法的时空普适性逐渐增强、面向高时空分辨率的土壤水分微波协同反演方法快速发展以及土壤水分微波反演方法的智能化水平不断提高。

高光谱遥感技术及其水利应用进展

面向新时期水利行业“补短板”和“强监管”的应用需求,遥感的前沿技术高光谱遥感凭借较高的光谱分辨率和图谱合一等优势,在水生态、水环境等水利行业的应用中发挥了重要作用,同时在水灾害、水资源等层面中也存在着一定的应用潜力。本文介绍了高光谱遥感的成像原理,回顾了成像光谱仪的发展,列举了目前国内外典型的高光谱载荷。重点介绍了高光谱遥感在水利行业的应用进展,包括水华及水生植物监测、水华和水草精确区分、叶绿素浓度反演、悬浮物浓度和泥沙含量定量估算等具体工作。指出高光谱遥感在实时大范围洪涝灾害应急监测、陆表水文参数定量反演等工作存在一定的发展潜力。最后对高光谱遥感在水利行业的应用存在的瓶颈问题进行总结分析并提出展望:多平台高光谱水利要素立体监测与集成技术研发;水利典型地物要素标准波谱数据库构建;水利高光谱遥感信息智能挖掘的理论方法研究。为拓宽高光谱遥感在水利应用中的研究提供参考。