基于改进植被指数土壤水分遥感反演

摘要

以渭-库绿洲为例,基于Landsat8 OLI遥感数据,考虑到短波红外特征与土壤水分有很好的关联,将短波红外波段引入可见光-近红外波段构成的传统植被指数中,旨在建立新的植被指数监测土壤水分。基于改进前后共8种植被指数,通过灰色关联分析(GRA)筛选出3种高关联度植被指数,再用偏最小二乘回归(PLSR)进行建模,然后用该模型对研究区土壤水分反演,并对其空间分布格局进一步分析。结果显示:(1)在传统植被指数的基础上引入信息量较大的短波红外,可大幅度降低植被指数间的VIF,消除其多重共线性。(2)通过GRA分析可知,改进后的植被指数与土壤水分之间的关联度均要高于传统植被指数。(3)通过GRA分析筛选出3种高关联度植被指数建立得到精度较高,稳定性较好的PLSR模型,并反演研究区土壤水分分布状况,土壤水分总体上至西向东,由北到南降低,然而土壤水分最小值主要分布在绿洲—荒漠交错带,使得交错带成为"生态裂谷"。研究表明:将短波红外波段引入到可见光-近红外植被指数中,建立的新植被指数可获得较好的土壤水分空间分布反演结果。