基于实测高光谱指数与HSI影像指数的土壤含水量监测

来源：农业工程学报杂志2015年第19期北京时间：

作者：李相,丁建丽,

摘要：为了探索土壤含水量与高光谱植被指数的内在关系，实现土壤含水量的快速且准确监测，以ASD光谱仪测定的研究区植被高光谱数据和环境卫星HSI高光谱影像数据为基础数据计算得到26种光谱植被指数，通过灰度关联分析法（grey relational analysis）对不同深度（0～10，＞10～30，＞30～50 cm）土壤含水量与实测光谱指数和影像光谱指数进行分析和筛选，确定了与土壤含水量相关性较高的5个光谱植被指数，采用多元线性回归法（multiple linear regression）分别构建了基于实测数据和影像数据的高光谱植被指数土壤含水量反演模型，并用实测高光谱植被指数模型对HSI影像植被指数模型进行校正。结果表明：2种土壤含水量反演模型对0～10 cm层的土壤含水量均有较高的拟合度，判定系数（R2）均高于0.589，并具有较好的稳定性；实测高光谱植被指数模型精度优于HSI影像植被指数模型，判定系数（R2）分别为0.668和0.589 ；经过校正的HSI影像土壤含水量反演模型精度有了较大的提高，判定系数（R2）从0.589提升到0.711，均方根误差（RMSE）为0.0014。该研究方法进行土壤含水量监测是可行的，为进一步提高土壤含水量定量遥感监测提供一定参考。

关键词：土壤含水量, 光谱分析, 监测, 植被指数, HSI影像指数, 灰色关联分析