基于高分二号卫星影像高潜水位煤矿区沉陷地土壤含水量监测

论文摘要

高潜水位地区煤炭开采破坏导致地表沉陷出现积水和斜坡,沉陷内土壤含水量会分布不均匀,影响农作物的生长,从而严重影响矿区居民的生产和生活。因此大范围快速、精确监测高潜水位地区煤矿开采区的土壤含水量具有重要现实意义。卫星遥感技术可以快速、准确、高效监测矿区土壤含水量。通过遥感手段对高潜水位采煤塌陷地土壤含水量进行监测,探求出一个比较方便、快速、合理监测高潜水位采煤塌陷地土壤含水量分布状况方法,为矿区环境影响评价、农作物估产、破坏等级评价、耕地损害补偿与土地复垦方案的编制提供参考依据。借鉴土壤含水量遥感监测经验,通过野外实地采集土壤样本并测量土壤光谱数据,在室内测量土壤含水量,分析实测地面光谱数据与土壤含水量的变化关系,结合实测的土壤含水量与光谱特征数据,对土壤含水量与实测水体光谱进行相关性分析,得到土壤含水量光谱数据敏感波段范围。结合高分二号卫星影像谱段数据特点,将实测光谱波长按照波段范围划分为与高分二号卫星影像谱段对应的4个波段,即450～520,520～590,630～690,770～890 nm,再取各个波段范围反射率的平均值与土壤含水量光谱反射率进行相关性分析,寻求高分二号卫星影像监测土壤含水量最敏感的波段数据,在确定遥感探测敏感波段的基础上,建立了土壤含水量与光谱反射率的遥感反演模型,即:S曲线模型、逆函数模型,基于预处理的高分二号卫星影像进行沉陷区地土壤含水量遥感反演,从而得到高潜水位采煤塌陷地土壤含水量的空间分布情况。研究结果表明不同土壤含水量的光谱特征基本相似,实测地面光谱数据与土壤含水量的变化关系为土壤光谱反射率随着波长的增长而增大,呈正相关关系;土壤含水量与高分二号卫星影像数据B3波段的反射率具有显著的负相关关系,可将B3波段作为监测土壤含水量最敏感的波段;通过对S曲线模型、逆函数模型进行分析与检验,S曲线模型比逆函数模型更接近实测值;基于高分二号遥感影像,利用S曲线模型进行遥感反演,可以迅速得到高潜水位采煤塌陷地土壤含水量空间等级分布图。

论文目录

• 1 研究区域与数据
•   1.1 研究区概况
•   1.2 光谱数据采集
•   1.3 土壤样品采集及测试
•   1.4 遥感数据选择
• 2 数据分析
•   2.1 土壤含水量光谱数据敏感波段范围
•   2.2 土壤含水量遥感数据敏感波段
•   2.3 土壤含水量遥感探测反演模型
•     2.3.1 土壤含水量遥感反演模型建立
•     2.3.2 反演模型分析
•   2.4 土壤含水率遥感探测结果
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 麦霞梅,胡振琪,赵艳玲

关键词: 高分二号,沉陷地,土壤含水量,遥感监测,遥感反演

来源: 煤炭学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 矿业工程,农业基础科学,农艺学

单位: 国家国防科技工业局重大专项工程中心,中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所

分类号: TD88;S152.7

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0607

页码: 576-581

总页数: 6

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