DB4106T 62-2022 土壤墑情星地協(xié)同監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

ICS07.0604106IDB4106/T62—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由鶴壁市氣象局提出并歸口。本文件起草單位：鶴壁市氣象局、鶴壁市農(nóng)業(yè)氣象中心、鶴壁市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局。本文件主要起草人：張青、王敏、魏慶偉、張曉飛、盧霞。1DB4106/T62—2022土壤墑情星地協(xié)同監(jiān)測技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了土壤墑情星地協(xié)同監(jiān)測的要求、監(jiān)測方法、監(jiān)測流程和結(jié)果分析。本文件適用于土壤墑情星地協(xié)同監(jiān)測。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1土壤墑情田間土壤含水量及其對應的作物水分狀態(tài)。3.2土壤相對濕度土壤實際含水量占土壤田間持水量的比值。3.3表觀熱慣量土壤的一種熱特性，是土壤表層溫度變化的主要影響因素，和土壤濕度有正相關關系。3.4全波段地表反照率遙感反演地表的重要參數(shù)，反映了地表對太陽輻射的吸收能力。3.5歸一化差值植被指數(shù)(NDVI)用于植被指數(shù)計算的近紅外波段和可見光波段反射率之差與這兩個波段反射率之和的比值。3.6溫度植被干旱指數(shù)植被覆蓋區(qū)域表層土壤水分反演的方法。4基本要求4.1數(shù)據(jù)4.1.1衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)2DB4106/T62—2022應源自攜帶有可見光波段和熱紅外波段探測儀器的衛(wèi)星，應為經(jīng)過輻射校正、幾何校正等處理的2級數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)產(chǎn)品。4.1.2地面土壤墑情數(shù)據(jù)應為自動土壤水分站0cm～20cm深度土壤相對濕度和位置信息。4.1.3基礎地理信息數(shù)據(jù)國家1:250000基礎地理信息數(shù)據(jù)，要素包括行政邊界、耕地分布。4.2軟件功能4.2.1具有大氣校正、幾何校正、影像解譯、波段運算、統(tǒng)計分析等衛(wèi)星遙感影像處理功能。4.2.2具有地面自動土壤水分站觀測數(shù)據(jù)提取功能。4.3數(shù)據(jù)預處理在計算遙感墑情指數(shù)前，應對衛(wèi)星數(shù)據(jù)按下列要求進行處理：——進行大氣校正；——優(yōu)先使用星下點附近數(shù)據(jù)進行地圖投影變換處理；——提取晴空無云、高質(zhì)量像元；——根據(jù)需要進行多天最大值合成。5監(jiān)測方法5.1熱慣量法通過衛(wèi)星遙感資料獲取土壤溫度日較差計算土壤水分。模型公式見式（1）。式中：V——大氣透明度；A——地表全波段反照率；C——太陽赤緯和經(jīng)緯的函數(shù)；——地球自轉(zhuǎn)頻率，s-1；Tmax——晝夜地表最高溫度，K；Tmin——晝夜地表最低溫度，K。5.2溫度植被干旱指數(shù)法基于遙感數(shù)據(jù)進行植被覆蓋區(qū)域表層土壤水分反演。模型公式見式（2）。3DB4106/T62—2022式中：D——溫度植被干旱指數(shù)；Ts——某時期給定像元的地表溫度，K；Ts,max——給定歸一化差值植被指數(shù)對應的地表溫度同期最大值或同期多年平均的最大值，K；Ts,min——給定歸一化差值植被指數(shù)對應的地表溫度同期最小值或同期多年平均的最小值，K。Ts,min通過濕邊方程獲取，見式（3）。式中：Ts,min——給定歸一化差值植被指數(shù)對應的地表溫度同期最小值或同期多年平均的最小值，K；a1、b1——擬合方程系數(shù)；I——歸一化植被指數(shù)。Ts,max可以通過干邊方程獲取，見式（4）。式中：Ts,max——給定歸一化差值植被指數(shù)對應的地表溫度同期最大值或同期多年平均的最大值，K；a2、b2——擬合方程系數(shù)；I——歸一化植被指數(shù)。5.3遙感監(jiān)測方法適用遙感監(jiān)測方法見表1。表1適用遙感監(jiān)測方法裸地或植被覆蓋度低，作物生長初期,NDV5.4地面土壤墑情監(jiān)測通過地面自動土壤水分站觀測軟件提取，包含墑情數(shù)據(jù)和站點坐標信息。5.5土壤相對濕度遙感反演遙感干旱指數(shù)與自動土壤水分站點土壤相對濕度數(shù)據(jù)建立回歸模型，見式（5）。式中：R——土壤相對濕度，%；a、b——回歸模型系數(shù)；4DB4106/T62—2022X——熱慣量指數(shù)或溫度植被干旱指數(shù)。6監(jiān)測流程土壤墑情星地協(xié)同監(jiān)測的的流程按附錄A進行。7監(jiān)測結(jié)果分析7.1土壤墑情等級確定基于訂正后的土壤相對濕度將土壤墑情狀況劃分為重旱、中旱、輕旱、適宜和偏濕5個等級，見表2。表2土壤墑情等級劃分7.2土壤墑情監(jiān)測圖制作和報告編寫7.2.1土壤墑情遙感監(jiān)測圖要素包括圖名、圖例、墑情等級、行政區(qū)劃地理信息等。7.2.2土壤墑情遙感監(jiān)測報告內(nèi)容包