土壤水分多源卫星遥感联合反演研究进展

蒋瑞瑞, 甘甫平, 郭艺, 闫柏琨

Progress in research on the joint inversion for soil moisture using multi-source satellite remote sensing data

JIANG Ruirui, GAN Fuping, GUO Yi, YAN Bokun

表1 基于T_s-VI特征空间构建的常用指数

Tab.1 Common indices based on T_s-VI feature space construction

特征指数		构成特征空间变量		算法		与土壤水分关系及适用条件		参考文献
温度植被干旱指数(temperature-vegetation dryness index,TVDI)		T_s,NDVI		TVDI= $\frac{T_{s} - T_{s m i n} (N D V I)}{T_{s m a x} (N D V I) - T_{s m i n} (N D V I)}$ T_smin=b_min+a_minNDVI T_smax=b_max+a_maxNDVI		与土壤水分呈显著负相关,适用于覆盖度较好区域,不适用于稀疏植被覆盖区域		[21]
温度变化速率-植被干旱指数(temperature rate-vegetation dryness index,TRVDI)		RT,FVC		TRVDI= $\frac{R T_{m a x (i)} - R T_{(i)}}{R T_{m a x (i)} - R T_{m i n}}$ RT_max=a+bFVC_i		与土壤水分呈显著负相关,适用于所有植被覆盖情况。RT基于地球同步轨道数据计算,适合用于监测地表土壤水分的时间变化情况		[22]
条件温度植被指数(temperature vegetation difference index,VTCI)		T_s, NDVI		VTCI= $\frac{T_{s N D V I_{i} m a x} - T_{s N D V I_{i}}}{{T_{s}}_{N D V I_{i} m a x} - {T_{s}}_{N D V I_{i} m i n}}$ ${T_{s}}_{N D V I_{i} m a x}$ =a+bNDVI_i ${T_{s}}_{N D V I_{i} m i n}$ =a^'+b^'NDVI_i		与土壤水分呈显著正相关,适用于中高植被覆盖区域		[23]
土壤水分指数(soil water index,SWI)		T_s, NDVI		SWI= $\frac{{T_{s}}_{m a x (i)} - {T_{s}}_{(i)}}{{T_{s}}_{m a x (i)} - {T_{s}}_{m i n}}$ ${T_{s}}_{m a x (i)}$ =a+bNDVI_i		与土壤水分呈显著正相关,适用于中等植被覆盖度区域		[24]
土壤水分亏缺指数(water deficit index,WDI)		T_s -T_a,SAVI		WDI= $\frac{(T_{s} - T_{a})_{m i n} - (T_{s} - T_{a})_{r}}{(T_{s} - T_{a})_{m i n} - (T_{s} - T_{a})_{m a x}}$		与土壤水分呈显著负相关,适用于所有植被覆盖区域		[25]
热地表覆盖水分指数(thermal ground cover moisture index,TGMI)		TIRDC, FVC		TGMI= $\frac{T I R D C_{n o r m, m a x, i} - T I R D C_{n o r m, i}}{T I R D C_{n o r m, m a x, i} - T I R D C_{n o r m, m i n}}$ TIRDC_norm,max,_i= $\frac{(F V C_{i} + \frac{F V C_{d}}{T I R D C_{n o r m, d} - 1})}{(\frac{F V C_{d}}{T I R D C_{n o r m, d} - 1})}$ TIRDC_norm,_i= $\frac{T I R D C_{i} - T I R D C_{m i n}}{T I R D C_{m a x} - T I R D C_{m i n}}$		与土壤水分呈显著正相关,适用于农业干旱监测,能较好表现出旱地和灌溉区域的土壤水分空间差异		[26]
土壤水分有效值(M₀)	T_s,FVC		M₀= $\frac{T_{d r y} - T_{s}}{T_{d r y} - T_{w e t}}$ T_dry=( ${T_{c}}_{m a x}$ - ${T_{s}}_{m a x}$ )×FVC+ ${T_{s}}_{m a x}$ T_wet=( ${T_{c}}_{m i n}$ - ${T_{s}}_{m i n}$ )×FVC+ ${T_{s}}_{m i n}$		与土壤水分呈显著正相关,适用于所有植被覆盖区域		[27]
垂直土壤水分指数(perpendicular soil moisture index,PSMI)	T_s,NDVI		PSMI_i=D_i/(1+NDVI_i) D_i=(TIR_i_,norm+NDVI_i)/ $\sqrt{2}$		与土壤水分呈显著负相关,适用于估算农田土壤水分		[28-29]