Page 159 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

遥感技术在生态环境监测中的应用研究

以上两式中，A 指地表反照率，B 指地表综合参数，So 是太阳常数，τ 指大气透过率，
ω 是地球的自传频率，Tmax、Tmin 指一天中地表温度最大值及最小值。而植物蒸散与植
物缺水指数法是基于植物冠层温度与植物对水分提取之间的关系，通过计算植被蒸散与最

大可能蒸散的比值来表征植物缺水指数（vwSl，vegetable.waterstress.index），其计算公式为：

其中，E 表示为实际蒸散量，Ep 则代表潜在蒸散量。可以看出这种方法涉及参数较少，

计算方法简单，但在实际应用中，数据资料依赖于地面气象站，难以获取实时数据，且易
受季节变换、植被覆盖程度的影响，若植被覆盖较多时，计算出的热惯量会有较大偏差。

（3）温度 - 植被指数特征方法是建立在相关研究表明植被指数（NDVI）与光谱波
段在 8 ～ 14um 范围内获得的地表温度（Ts）存在相关性的基础上对土壤水分进行反演。
Goward 等人在 NDVI 与 Ts 之间相关性和二者与陆地地表水之间的关联性基础上提出温度 /

植被指数测定法（TVx，The.temperature/vegetation.index）用来对地表土壤水分进行空间分析。
假定大气和地表湿度参数一致，随着区域和地表覆被的变化，斜率和截距也会产生差异，

研究结论表明斜率越大，表示地面越干燥，土壤水分含量越低，但在计算过程中还因考虑
风速、卫星入射角等因素，因此在选择这一方法时还应进行敏感度分析，过程较为复杂。
在 TVX 法的基础上，Moran 等学者提出了 Tgs-NDVI 特征空间概念模型，指出以归一

化植被指数（NDVI）为横坐标、地表温度（Ts）为纵坐标的散点关系图为梯形状，主要
是由于他们认为研究区地表土壤含水量的变化范围较大，设定纵坐标为地表温度 Ts，表
示同种植被覆盖下地表温度的变化；横坐标为归一化植被指数 NDVI，代表地表植被覆盖

随地表温度变化而变化，形成了这一呈梯形庄的散点图。Price 等则认为二者关系在二维
变量上应呈三角形形状。
2. 微波遥感反演方法

当前，我国在利用微波遥感技术来监测地表土壤湿度还处于攻克阶段，虽已经有较多
学者对此进行了深入的研究分析，但结果的精确性仍存在提升的空间。微波遥感技术是通

过建立遥感影像反演数据与研究区实测数据的关系模型来监测土壤水分，目前主流应用较
多的模型有经验半经验模型、土壤介电常数统计回归模型、数值模拟方程等，均是通过结
合遥感数据与 GIS 实测数据来验证微波数据反演模型的精确性。理论基础的基于目标物体

与影像后向散射回波之间的关系，影响雷达的后向散射系数，及时高效的获取研究区域的
地表土壤水分变化情况，但受地表粗糙度的影响较大，以上所介绍的理论方法属于主动微

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