多源植被遥感产品应用于干旱监测的不确定性分析

作     者：刘轩 周杰 卢静 贾立 熊旭倩 崔祎霖 

作者机构：华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 华中师范大学城市与环境科学学院 中国科学院空天信息创新研究院 

出 版 物：《遥感学报》 (National Remote Sensing Bulletin)

年 卷 期：2024年第9期

页      面：2383-2404页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金(编号:42171371)~~ 

主　　题：植被状态指数(VCI) 干旱监测 不确定性分析 植被遥感 遥感产品 

摘      要：在全球气候持续变暖的背景下，干旱风险持续增大，对自然生态系统和社会经济系统的可持续发展带来巨大威胁。植被遥感产品能够量化地表植被状况，表征生态系统对受气候及人类活动影响的响应。基于长时序植被遥感产品定义的植被状态指数VCI(Vegetation Condition Index)被广泛应用于大尺度快速干旱监测。当前植被遥感产品众多，产品之间时空一致性各异，由此导致所表征的地表植被扰动特征的不一致性目前尚不明晰。本文以长江中游地区为例，考虑传感器（MODIS、AVHRR）、生物物理定义（NDVI、EVI、LAI、VOD）和时间跨度（5年、10年、20年）等产品特征因素的影响，定量分析了多源植被遥感产品应用于VCI计算的不确定性，并对产品之间存在的差异进行了归因分析。结果表明：（1）由传感器导致的差异较大，基于不同传感器的NDVI产品计算得到的VCI时间序列，在大部分区域上显示出显著的不一致性，二者计算所得的VCI时间序列之间存在微弱相关性、总体偏差较大；（2）不同的植被参数产品导致的差异远低于不同传感器导致的差异，但在特定区域上的差异仍然非常显著，基于NDVI和EVI产品、NDVI和LAI产品分别计算得到的VCI时间序列之间具有较强的相关性，而基于NDVI和VOD产品计算得到的VCI时间序列在大部分区域均呈现出显著性差异；（3）由时间跨度导致的差异较小，基于不同时间跨度计算所得的VCI时间序列之间具有较好的一致性，产品的时间跨度越大、VCI变化差异越小。总之，在使用植被遥感产品进行干旱监测时，需要全面地分析和评估多源植被遥感产品之间的不确定性特征，对监测结果作出合理性的解释，从而保证旱情评价结果的准确性和有效性。此外，对于短时的遥感干旱监测应用，建议先剔除产品中的长期趋势项再进行干旱指数计算。