土壤濕度影響諸多的環(huán)境、氣候、生態(tài)、經(jīng)濟過程。以更高的分辨率觀測土壤濕度可以更高精度地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)、河流流域管理,更及時地監(jiān)測和預(yù)警滑坡和泥石流災(zāi)害。衛(wèi)星遙感觀測土壤濕度經(jīng)濟、便利、覆蓋廣泛,但無法避免觀測間隙。為實現(xiàn)高分辨率土壤濕度觀測,必須有機融合多源異構(gòu)的觀測數(shù)據(jù)。開展土壤濕度遙感觀測前必須選擇合適的傳感器,這將面臨大量傳感器不盡相同的觀測能力為選擇帶來的困難。在選擇多光譜成像儀開展土壤濕度觀測后,還需補足由于不良天氣和衛(wèi)星重訪間隔帶來的觀測間隙,才能滿足高分辨率觀測需求。這可以與時間連續(xù)的地面觀測數(shù)據(jù)融合實現(xiàn),但必須面臨二者大相徑庭的觀測尺度造成的土壤濕度觀測結(jié)果對立統(tǒng)一的關(guān)系。要在沒有地面觀測數(shù)據(jù)的區(qū)域彌補云霧遮擋導(dǎo)致的觀測間隙,可以融合SAR遙感觀測數(shù)據(jù)以利用主動微波遙感穿透云霧的優(yōu)勢,但還需協(xié)調(diào)統(tǒng)一不同傳感器的土壤濕度觀測機理。因此,本文從土壤濕度遙感傳感器能力評價和聚類、土壤濕度點面觀測數(shù)據(jù)融合建模、SAR-多光譜成像儀土壤濕度遙感數(shù)據(jù)融合建模三方面開展研究,基于機器學(xué)習(xí)算法結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型提出了一種聚類算法、兩種融合模型和算法,以依據(jù)土壤濕度潛在觀測能力評價及聚類星載... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?土壤濕度間隙補足研究趨勢（ａ）每年發(fā)表的論文數(shù)（ｂ）每年的引文數(shù)??

（ａ）?（ｂ）??圖１．２?土壤濕度間隙補足研究趨勢（ａ）每年發(fā)表的論文數(shù)（ｂ）每年的引文數(shù)??另外，Ｚｈａｎｇ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ（２０１６）提出的融合星地土壤濕度數(shù)據(jù)的方法，利用地??面原位土壤濕度傳感器的時間維連續(xù)觀測優(yōu)勢，通過點面融合，再由點到面地拓??展，實現(xiàn)了完全缺失遙感影像時，恢復(fù)地面土壤濕度分布的目標(biāo)。在點面融合時，??該方法采用了線性模型建模遙感觀測的土壤濕度值和同一位置原位站點觀測的??土壤濕度值。??１．２．２．２．遙感土壤濕度降尺度方法??一系列旨在提高土壤濕度遙感空間分辨率的降尺度算法，通過融合高分辨率??的遙感數(shù)據(jù)和低分辨率的土壤濕度數(shù)據(jù)，達到提升土壤濕度遙感觀測空間分辨能??力的目的。在Ｗｅｂ?ｏｆ?Ｓｃｉｅｎｃｅ核心合集中搜索“ｓｏｉｌ?ｍｏｉｓｔｕｒｅ?ｄｏｗｎｓｃａｌｅ”，獲得的??結(jié)果顯示近年來該領(lǐng)域的研究成果逐年增多，研究熱度呈上升趨勢，如圖１．３。??７〇－｜?１６０〇１??６０－?１４００－??５０－?１２００－??ｔ－?１〇〇°－??３５－?｜?８００－??ｐ－?－?Ｉ?６００－?Ｉ??？?５１?〇ｒ〇ｒＸ??§＞〇〇〇§§〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇?Ｓ〇§〇〇〇〇〇§〇〇〇〇５〇〇５〇〇〇??（ａ）?（ｂ）??圖１．３?土壤濕度降尺度研究趨勢（ａ）每年發(fā)表的論文數(shù)（ｂ

最后，假設(shè)傳感器在仿真過程中一直進行觀測并產(chǎn)生和回傳觀測數(shù)據(jù)，即這??－－圓錐形視場區(qū)域掃過的上述８大糧食產(chǎn)區(qū)的范圍均納入有效的觀測范圍。建立??好仿真場景后，ＳＴＫ軟件的界面如圖３．２所示。??圖３．２?ＳＴＫ仿真界面，曲線示衛(wèi)星軌道，圓圈示傳感器在地面的觀測范圍??建立好仿真實驗時空場景和所有傳感器及其衛(wèi)星平臺的模型后，ＳＴＫ可以??在仿真時間段內(nèi)統(tǒng)計每個傳感器每次過境各個選定區(qū)域的時刻、過境時覆蓋到的??面積占該區(qū)域總面積的百分比、過境時持續(xù)的觀測時間，并以表格形式輸出這些??仿真結(jié)果。從這些統(tǒng)計記錄中即可提取出該傳感器在仿真時間段內(nèi)觀測上述每個??糧食產(chǎn)區(qū)的次數(shù)、最長覆蓋時間、最大覆蓋時間間隔、最大覆蓋百分比和累積覆??蓋百分比，即傳感器能力仿真參數(shù)。結(jié)合上文采集的傳感器觀測能力設(shè)計參數(shù)，??驗證實驗需要的數(shù)據(jù)即收集完成。最終每個傳感器共有８個觀測能力設(shè)計參數(shù)、??４０個觀測能力仿真參數(shù)，共計４８維觀測能力參數(shù)表達傳感器的土壤濕度遙感觀??測能力，完整的數(shù)據(jù)列表見本文附件（下載鏈接ｈｔｔｐ：／／ｐａｎ．ｂａｉｄｕ．ｅｏｍ／ｓ／ｌｓｌｓｉｚｘｊ）。??５９??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3139960