2016年12月14日 星期三

【文獻導讀】20161213 衛星遙測土壤含水量與降雨量相關文獻導讀(劉維則)(直播錄影)


本影片為水土保持局技術研究發展小組於2016/12/13之seminar文獻導讀報告,報告人為研究助理劉維則。

土壤含水量為導致坡地災害的關鍵因素之一,然而目前土壤含水量的監測方式大多僅有點的監測,對於土壤含水量之空間區域變化較難有整體性的掌握。未來若能利用衛星遙測技術,獲得大範圍且即時的土壤含水量資料,將可提供更多元的坡地警戒模式,並解決觀測站空間監測之侷限性。

當然,這個方式所作出來的結果,並不是真正的土壤含水量,而是一種呈現表土層水份變化趨勢的量化指標。就好像日本目前的土砂災害警戒模式中所用的「土壤雨量指數」,係採用三層虛擬的水桶內的水深來模擬不同深度土層的溼潤程度。亦即「土壤雨量指數」雖非真正土層中的含水量,但它卻可用來作為一個廣域範圍內的土壤飽和度的代表性指標。










參考文獻:
1.陳錕山(2009),衛星遙測台灣地區土壤含水量與降雨量之研究,交通部中央氣象局委託研究計畫成果報告。
2.曾裕強(2010),衛星遙測台灣地區土壤含水量與降雨量之作業化研究,交通部中央氣象局委託研究計畫成果報告。
3.袁培堯(2012),利用MODIS與AMSR-E衛星資料推估地表土壤含水量,國立中央大學土木系碩士論文。
4.何连、秦其明、任华忠、都骏、孟晋杰、杜宸(2016),利用多时相Sentinel-1 SAR数据反演农田地表土壤水分,农业工程学报。
5.余化龍(2016),時空巨量資料推估技術於坡地災害風險預警之發展應用,水土保持局創新研究計畫報告。


補充資料:感謝潘國樑教授分享以遙測方式探測土壤含水量的經驗

  • 利用遙測方法探測土壤含水量是可行且實用的方法,但是有一個先決條件是土壤必須是裸露的,如果土壤為植被所覆蓋,則遙測將無能為力。
  • 下圖是我最喜歡在上課時秀出來的一張近紅外線彩色影像,它清楚的顯示及證明土壤含水量與其近紅外線反射能量的密切關係。理論上,土壤含水量越高,其近紅外線反射能量越低(影像較暗),相反則反是。
  • 影像為IOWA某玉米田,歷經收割、降雨、新種、乾旱等4個過程,土壤含水量的變化情形。
  1. 上左為玉米收割後,土壤呈黃灰色;黃色為含水量較少,灰色為含水量較高,而且越高越黑。
  2. 上右為下過一陣雨之後,雨水入滲,砂質土壤入滲多,含水量變多,所以較黑。泥質土壤則相反(黃色部分);故近紅外線彩色影像不但可以顯示土壤含水量的高低,甚至還可顯示不同土壤類別的分布。
  3. 中左為降雨後經過幾天的日曬,土壤內的水分蒸發,黑色部分變小,黃色部分變大。
  4. 中右為新玉米又種下去了 生長得很好。
  5. 下左為遇到天氣乾旱,玉米開始淍枯,砂質土壤保有較多的水分,故可支持得久一點;泥質土壤不易保持水分,玉米容易枯死,影像呈黃色。
  6. 下右為枯旱繼續 玉米死得更多, 紅色部分越來越少 黃色部分越來越多;你可以發現 中左的黑色部分與下左的紅色部分非常一致。

張貼留言