Page 49 - 水利学报2025年第56卷第3期

图 ３ 研究区自动墒情站 ２０２１年监测数据示例
对于多源遥感协同而言，需要将不同数据源反演的土壤水分指数转换为土壤水分的物理量纲，多种数
据源才具有可比性与协同性。自动墒情站在空间与数量上无法满足遥感土壤水分反演与验证需求，研
究组使用便携式 ＴＤＲ时域反射仪对研究区共进行了 ４次土壤水分实地测量实验，以增加可供土壤水分
反演与验证的样本量。４次测量时间分别为 ６月 １６日、７月 ８日、８月 ８日、１０月 １６日。６月 １６日共
收集土壤水分样本 ５３个，７月 ８日收集样本 ３３个，８月 ８日收集样本 ４８个，１０月 １６日收集样本
３５个。
２．１．２ 土地属性调研与无人机航拍 研究组多次开展研究区调研，明确每个地块的归属、初始水权、
种植结构信息，并对每一轮灌溉过程中的逐地块灌溉情况进行确认。为方便种植结构与土地属性管
理，利用无人机拍摄了研究区 ６３８张照片，经过地理拼接后，获取了研究区 ３ｃｍ空间分辨率的遥感影
像。基于无人机影像，绘制了高精度的研究区地块信息，以此作为地面调研信息数字化的基础数据。
经调研，研究区葵花种植面积占耕地面积 ６９％、玉米占 ２６％、辣椒占 １％、未种植占 ４％。
２．１．３ 亩均用水量测定与渠口水量计量 亩均用水量是灌溉水量推算的关键数据，利用梯形量水堰测
定了 ６月 １７日、７月 １１日、８月 ５日三期玉米与葵花两种作物关键生长期的亩均用水量数据。渠口水
量计量则是根据研究区管理部门的放水记录推算得到，根据记录的开关闸时间与平均流量，计算得到
渠口总水量信息，如表 １所示。研究区共进行了 ５次灌溉，分别是 ５月 １３日、６月 １７日、７月 １１日、
８月 ５日、１０月 ２０日。
表 １ 灌溉水量监测结果

３
日期 平均流量?（ｍ ?ｓ） 开闸时间 关闸时间 总水量?ｍ ３
５月 １３日 ０．６３ ９∶００ １８∶００ ２０４１２
６月 １７日 ０．４１ ８∶００ ２１∶００ ２０１２４
７ 月 １１日 ０．３３ １０∶００ １７∶００ ８３１６
８月 ５日 ０．９０ １１∶００ １６∶００ １６２００
１０ 月 ２０日 ０．３４ ９∶００ 次日 ２２∶００ ４６５１２

２．２ 多源遥感土壤水分反演
２．２．１ 数据源获取与处理 本研究选取的遥感数据源主要有高分 １号（ＧＦ － １）、高分 ６号（ＧＦ － ６）、哨
兵 ２号（Ｓｅｎｔｉｎｅｌ － ２）三种。ＧＦ － １卫星与 ＧＦ － ６卫星分别于 ２０１３年 ４月 ２６日、２０１８年 ６月 ２日成功发
射，两颗卫星组网后可实现 ２天一次的 １６ｍ空间分辨率地表监测。ＧＦ － １与 ＧＦ － ６号卫星宽幅影像的
预处理方式一致，需要正射校正、辐射定标、大气校正、几何精校正 ４个步骤完成。Ｓｅｎｔｉｎｅｌ － ２卫星
Ａ星座于 ２０１５年 ６月 ２３日成功发射，Ｂ星座于 ２０１７年 ３月 ７日升空，二者组网可实现 ５天一次的 １０ｍ

— ３ ３ １ —