遥感学报2023，Issue(2) ：351-362.

CYGNSS 土壤盐分反演方法研究:以黄河三角洲为例

A remote sensing method for retrieving soil salinity based on CYGNSS:Taking the Yellow River Delta as an example

王俊栋 孙志刚 杨婷 朱康莹 邵长秀 彭金榜 李仕冀 王玮莹 高祎男 岳焕印
遥感学报2023，Issue(2) ：351-362.
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CYGNSS 土壤盐分反演方法研究:以黄河三角洲为例

A remote sensing method for retrieving soil salinity based on CYGNSS:Taking the Yellow River Delta as an example

王俊栋 1孙志刚 2杨婷 3朱康莹 1邵长秀 4彭金榜 1李仕冀 1王玮莹 1高祎男 5岳焕印6
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作者信息

  • 1. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院大学资源与环境学院,北京100190
  • 2. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院地理科学与资源研究所黄河三角洲现代农业工程实验室,北京100101;中国科学院大学资源与环境学院,北京100190;中科山东东营地理研究院,东营257000
  • 3. 中国科学院地理科学与资源研究所黄河三角洲现代农业工程实验室,北京100101;中科山东东营地理研究院,东营257000
  • 4. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京100101;中国科学院地理科学与资源研究所黄河三角洲现代农业工程实验室,北京100101;中科山东东营地理研究院,东营257000
  • 5. 中国农业大学资源与环境学院,北京100193
  • 6. 天津中科无人机应用研究院,天津301800
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摘要

土壤盐碱胁迫是植物生产力低下的关键因素,也是全球盐碱区可持续发展的瓶颈;如何较为高效可靠地获取区域土壤盐分信息是需要优先解决的问题.随着全球导航卫星系统反射测量GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflectometry)的迅速发展,运用星载GNSS-R测量区域范围的土壤盐分成为一种可能.全球飓风导航卫星系统CYGNSS(The Cyclone Global Navigation Satellite System)作为星载GNSS-R计划的重要组成部分之一,其卫星传感器使用的L波段能够敏感地获取土壤介电常数信息,为反演土壤盐分提供了理论基础.本文以CYGNSS作为主要数据源,选取土壤盐渍化十分严重且具有典型代表性的黄河三角洲区域作为研究区域,首次探讨CYGNSS反演土壤盐分的可行性,并建立了一套土壤盐分的反演方法.首先,利用基于相干信号的双基雷达方程对CYGNSS数据进行计算获取地表反射率,并校正地表反射率的地表粗糙度和植被衰减效应,计算得到土壤介电常数的幅值;然后,以改进的Dobson-S土壤介电常数模型为物理模型结合土壤水分主动—被动探测卫星SMAP(Soil Moisture Active Passive Mission)土壤水分产品数据为主要的辅助数据,构建一套土壤盐分反演方法,完成2020年5月份黄河三角洲高效经济生态区的土壤盐分反演;最后,利用实测电导率数值对反演结果进行真实性检验,决定系数(R2)为0.88、均方根误差(RMSE)为1.06mS/cm,拟合精度较高.本研究成果表明运用CYGNSS反演土壤盐分具有一定的可行性,并为区域尺度上的土壤盐分提供一种新思路.

关键词

遥感/土壤盐分/CYGNSS/双基雷达方程/介电常数/黄河三角洲

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基金项目

中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA23050102)

中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA19040303)

中国科学院重点部署项目(KFZD-SW-113)

国家重点研发计划(2017YFC0503805)

天津市智能制造专项(Tianjin-IMP-2)

出版年

2023
遥感学报
中国地理学会环境遥感分会 中国科学院遥感应用研究所

遥感学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.921
ISSN：1007-4619
被引量1
参考文献量5
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