ICS07.060鶴4106IDB4106/T62—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(cè)的要求、監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)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(cè)。2規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)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(duì)應(yīng)的作物水分狀態(tài)。3.2土壤相對(duì)濕度土壤實(shí)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(guān)關(guān)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(duì)太陽(yáng)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(jì)算的近紅外波段和可見(jiàn)光波段反射率之差與這兩個(gè)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(yīng)源自攜帶有可見(jiàn)光波段和熱紅外波段探測(cè)儀器的衛(wèi)星，應(yīng)為經(jīng)過(guò)輻射校正、幾何校正等處理的2級(jí)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(yīng)為自動(dòng)土壤水分站0cm～20cm深度土壤相對(duì)濕度和位置信息。4.1.3基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)國(guó)家1:250000基礎(chǔ)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(yùn)算、統(tǒng)計(jì)分析等衛(wèi)星遙感影像處理功能。4.2.2具有地面自動(dòng)土壤水分站觀測(cè)數(shù)據(jù)提取功能。4.3數(shù)據(jù)預(yù)處理在計(jì)算遙感墑情指數(shù)前，應(yīng)對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)按下列要求進(jìn)行處理：——進(jìn)行大氣校正；——優(yōu)先使用星下點(diǎn)附近數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖投影變換處理；——提取晴空無(wú)云、高質(zhì)量像元；——根據(jù)需要進(jìn)行多天最大值合成。5監(jiān)測(cè)方法5.1熱慣量法通過(guò)衛(wèi)星遙感資料獲取土壤溫度日較差計(jì)算土壤水分。模型公式見(jiàn)式（1）。式中：P——地表的表觀熱慣量，J·m-2·K-1·s-1/2；S——太陽(yáng)常數(shù)，J·m-2·s-1；V——大氣透明度；A——地表全波段反照率；C——太陽(yáng)赤緯和經(jīng)緯的函數(shù)；o——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(jìn)行植被覆蓋區(qū)域表層土壤水分反演。模型公式見(jiàn)式（2）。 Ts,max?Ts,min3DB4106/T62—2022式中：D——溫度植被干旱指數(shù)；Ts——某時(shí)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(guò)濕邊方程獲取，見(jiàn)式（3）。 式中：Ts,min——給定歸一化差值植被指數(shù)對(duì)應(yīng)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——?dú)w一化植被指數(shù)。Ts,max可以通過(guò)干邊方程獲取，見(jiàn)式（4）。 式中：Ts,max——給定歸一化差值植被指數(shù)對(duì)應(yīng)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——?dú)w一化植被指數(shù)。5.3遙感監(jiān)測(cè)方法適用遙感監(jiān)測(cè)方法見(jiàn)表1。表1適用遙感監(jiān)測(cè)方法裸地或植被覆蓋度低，作物生長(zhǎng)初期,NDV5.4地面土壤墑情監(jiān)測(cè)通過(guò)地面自動(dòng)土壤水分站觀測(cè)軟件提取，包含墑情數(shù)據(jù)和站點(diǎn)坐標(biāo)信息。5.5土壤相對(duì)濕度遙感反演遙感干旱指數(shù)與自動(dòng)土壤水分站點(diǎn)土壤相對(duì)濕度數(shù)據(jù)建立回歸模型，見(jiàn)式（5）。 式中：R——土壤相對(duì)濕度，%；a、b——回歸模型系數(shù)；4DB4106/T62—2022——熱慣量指數(shù)或溫度植被干旱指數(shù)。6監(jiān)測(cè)流程土壤墑情星地協(xié)同監(jiān)測(cè)的的流程按附錄A進(jìn)行。7監(jiān)測(cè)結(jié)果分析7.1土壤墑情等級(jí)確定基于訂正后的土壤相對(duì)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(gè)等級(jí)，見(jiàn)表2。表2土壤墑情等級(jí)劃分7.2土壤墑情監(jiān)測(cè)圖制作和報(bào)告編寫7.2.1土壤墑情遙感監(jiān)測(cè)圖要素包括圖名、圖例、墑情等級(jí)、行政區(qū)劃地理信息等。7.2.2土壤墑情遙感監(jiān)測(cè)報(bào)告內(nèi)