基于Radarsat-2雷達影像和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡的土壤墑情監(jiān)測研究
發(fā)布時間:2020-01-31 19:19
【摘要】:土壤墑情狀況是氣象研究、農業(yè)生產(chǎn)等領域中的一個重要參量,土壤墑情信息準確、大范圍、快速地獲取,對我國的農作物旱情預報、水文監(jiān)測分析等具有重要的現(xiàn)實意義。在遙感反演土壤水分的實際應用研究中,可見光-紅外遙感易受到天氣狀況的影響,被動微波遙感監(jiān)測精度達不到要求,而主動微波遙感具有全天候監(jiān)測、不受云霧干擾、具有一定穿透能力等優(yōu)勢,彌補了可見光-紅外遙感和被動微波遙感在土壤墑情監(jiān)測中的不足,提供了監(jiān)測土壤墑情的新方法,成為當下監(jiān)測表層土壤墑情信息最具發(fā)展?jié)摿Φ氖侄。在基于主動微波遙感監(jiān)測土壤墑情的研究中,比較分析了含水模型的基本理論與適用范圍,最終選取與待研究區(qū)地表粗糙度相適應的改進積分模型(AIEM),利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡在處理非線性數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢,且AIEM模型較其他反演模型能更好的模擬地表的實際散射特征,實現(xiàn)網(wǎng)絡模型模擬雷達四極化后向散射系數(shù)同土壤介電常數(shù)間的關系。BP神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練數(shù)據(jù)以AIEM模型模擬的數(shù)據(jù)為參考,實現(xiàn)BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡處理雷達影像后向散射系數(shù)與土壤介電常數(shù)的非線性關系。利用ENVI軟件結合雷達系統(tǒng)的已知參數(shù),處理Radarsat-2遙感數(shù)據(jù),最終獲取四極化影像對應的后向散射系數(shù)值。以四種極化方式(HH、HV、VH、VV)的后向散射系數(shù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入值,以AIEM模型模擬的數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練,設置訓練傳遞函數(shù)、隱含層節(jié)點數(shù)、學習方法等以完成神經(jīng)網(wǎng)絡的最優(yōu)設計,最終輸出值為土壤的介電常數(shù)。通過Topp介電模型處理土壤墑情和土壤介電常數(shù)之間的關系,從而得到土壤重量含水量。試驗區(qū)選擇在內蒙古巴彥淖爾市杭錦后旗陜壩鎮(zhèn)境內,借助Radarsat-2主動微波遙感C波段數(shù)據(jù)對試驗區(qū)裸露地表的土壤墑情進行反演,并對反演值與實測值進行相關性分析,2013年和2014年的相關性分別為0.8503和0.8219最終反演精度比較可觀,能達到實際應用的效果。
【圖文】:
逡逑的60%14"。如圖3所示為研究區(qū)上壤鹽潰化現(xiàn)狀。逡逑瞬逡逑Rill*逡逑圖3xO究區(qū)±X萄吻寤智懾義希疲椋紓沖澹裕瑁邋澹踴洌澹幔潁澹徨澹錚駑澹螅錚椋戾澹螅幔剩椋睿櫓幔歟椋錚鑠義希玻彩堇叢村義希玻澹玻崩漬庥跋袷蒎義涎星汕捎玫氖敲瘢幔洌幔潁螅幔簦燦跋袷藎怯桑停粒模ǎ停幔悖模錚睿幔歟溴澹模澹簦簦鰨椋歟澹蟈澹幔睿溴義希粒螅螅錚悖椋幔簦澹簀澹蹋簦淝洌茫粒渝澹ǎ茫幔睿幔洌椋幔鑠澹櫻穡幔悖邋澹粒紓澹睿悖┯冢玻埃埃紡旯餐鱟士咨仔侵馗旰襄義銑煽拙抖嗉狀鏘低常狀鋝ǘ撾貌ǘ,,该波段可tu提取地表0?m的蛙V厘義閑畔,_b幔洌幔潁螅幔簦不袢⊥枷竦哪芰Ρ齲遙幔洌幔潁螅幔簦煊瀉艽蠼劍四芑袢〉ゼ、双极辶x匣莼鼓芑袢【傅乃募藎匝榍捎玫睦狀鍤菸桿募ǎ齲、辶x希齲幀ⅲ鄭、`嵿崺模式g藎狀鋝ㄖ型汀⒉ǔの叮兀悖,频逻m牽擔矗牽齲,罓铈k跋窈義嫌蟹齲準跋轡恍畔,研練箲M∪×狡誒狀鏌8惺藎袢∈奔浞直鷂玻埃保襯輳村義顯路鶯停玻埃保茨輳叢路藎湊帳笛榧蘋裳氖奔,提前10天左右从中国科学院对辶x系毓鄄庵型、订购影像数
本文編號:2575142
【圖文】:
逡逑的60%14"。如圖3所示為研究區(qū)上壤鹽潰化現(xiàn)狀。逡逑瞬逡逑Rill*逡逑圖3xO究區(qū)±X萄吻寤智懾義希疲椋紓沖澹裕瑁邋澹踴洌澹幔潁澹徨澹錚駑澹螅錚椋戾澹螅幔剩椋睿櫓幔歟椋錚鑠義希玻彩堇叢村義希玻澹玻崩漬庥跋袷蒎義涎星汕捎玫氖敲瘢幔洌幔潁螅幔簦燦跋袷藎怯桑停粒模ǎ停幔悖模錚睿幔歟溴澹模澹簦簦鰨椋歟澹蟈澹幔睿溴義希粒螅螅錚悖椋幔簦澹簀澹蹋簦淝洌茫粒渝澹ǎ茫幔睿幔洌椋幔鑠澹櫻穡幔悖邋澹粒紓澹睿悖┯冢玻埃埃紡旯餐鱟士咨仔侵馗旰襄義銑煽拙抖嗉狀鏘低常狀鋝ǘ撾貌ǘ,,该波段可tu提取地表0?m的蛙V厘義閑畔,_b幔洌幔潁螅幔簦不袢⊥枷竦哪芰Ρ齲遙幔洌幔潁螅幔簦煊瀉艽蠼劍四芑袢〉ゼ、双极辶x匣莼鼓芑袢【傅乃募藎匝榍捎玫睦狀鍤菸桿募ǎ齲、辶x希齲幀ⅲ鄭、`嵿崺模式g藎狀鋝ㄖ型汀⒉ǔの叮兀悖,频逻m牽擔矗牽齲,罓铈k跋窈義嫌蟹齲準跋轡恍畔,研練箲M∪×狡誒狀鏌8惺藎袢∈奔浞直鷂玻埃保襯輳村義顯路鶯停玻埃保茨輳叢路藎湊帳笛榧蘋裳氖奔,提前10天左右从中国科学院对辶x系毓鄄庵型、订购影像数
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