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GNSS坐标时序分析及其在青藏高原东南缘垂向构造变形和干旱监测中的应用

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1250-1250页

作者：胡顺强江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室江西南昌330022

青藏高原东南缘内部具有鲜水河、安宁河、则木河、小江、红河等多条大型断裂带,是吸收和调节印度板块与欧亚板块相互作用最重要的地区之一,也是构造活动强烈、地震发生最为严重的地区之一。云南区域受来自南海和孟加拉湾的季风影响,降... 详细信息

青藏高原东南缘内部具有鲜水河、安宁河、则木河、小江、红河等多条大型断裂带,是吸收和调节印度板块与欧亚板块相互作用最重要的地区之一,也是构造活动强烈、地震发生最为严重的地区之一。云南区域受来自南海和孟加拉湾的季风影响,降水丰富,季节性陆地水文负荷变化显著,为定量研究干旱程度提供了重要约束。

关键词：季风影响印度板块欧亚板块构造变形时序分析则木河干旱监测陆地水文

基于FY-3D/MERSI数据的东北地区干旱监测方法研究

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干旱地区农业研究 2023年第4期41卷 289-297,317页

作者：王岩王敬宜冯锐李嘉宁武晋雯许常华林毅纪瑞鹏于文颖汪利诚沈阳建筑大学交通与测绘工程学院辽宁沈阳110168 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 辽宁省农业气象灾害重点实验室辽宁沈阳110166 辽宁省气象服务中心辽宁沈阳110166 锦州市气象局辽宁锦州121000

干旱是影响东北地区粮食安全的主要农业气象灾害之一,遥感技术是一种可便捷进行大范围干旱监测的手段。针对目前遥感干旱指数在作物生长发育过程中监测干旱的局限性和适用性等问题,以东北地区玉米和大豆等主要大田作物发育期为切入点,基... 详细信息

干旱是影响东北地区粮食安全的主要农业气象灾害之一,遥感技术是一种可便捷进行大范围干旱监测的手段。针对目前遥感干旱指数在作物生长发育过程中监测干旱的局限性和适用性等问题,以东北地区玉米和大豆等主要大田作物发育期为切入点,基于FY-3D/MERSI卫星遥感数据和地面土壤相对湿度实测数据,开展不同作物发育阶段干旱监测指数适用性分析,结合径向基神经网络方法,构建全时期和分时期土壤相对湿度反演模型,利用实测土壤相对湿度数据开展精度验证与对比分析。结果表明:风云三号MERSI传感器数据在干旱监测中具有可行性,表观热惯量(ATI)在低植被覆盖或裸土时效果较好,适用于作物冻土期、裸土期和播种~拔节期;水分指数(WI)适用于播种~拔节期、拔节~抽雄期和成熟期等植被生长时期;分时期土壤相对湿度反演模型精度高于全时期土壤相对湿度反演模型,前者监测精度在80.0%以上,比全时期模型精度提高了10%~25%,尤其在冻土期(3月),分时期模型反演精度达到了92.6%。基于作物生长时期和形态差异,选择最适宜遥感干旱指数建立分时期土壤相对湿度反演模型,提高了干旱监测的准确性和可靠性。

关键词：风云卫星遥感指数干旱监测径向基函数神经网络模型适用性东北地区

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基于机器学习的西南地区遥感干旱监测与评估

高原气象 2022年第6期41卷 1572-1582页

作者：贾何佳李谢辉王磊薛雨婷林会全成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 奈曼旗大柳树国有治沙林场内蒙古通辽028300

由于干旱的复杂性和影响因素的多样性,对干旱的准确监测仍然面临许多问题,尤其是西南地区的干旱日益频繁和加重,且形成和致灾过程有一定特殊性,而传统干旱监测方法已无法满足区域干旱监测的要求,因此需要更为科学的监测方法和手段。由... 详细信息

由于干旱的复杂性和影响因素的多样性,对干旱的准确监测仍然面临许多问题,尤其是西南地区的干旱日益频繁和加重,且形成和致灾过程有一定特殊性,而传统干旱监测方法已无法满足区域干旱监测的要求,因此需要更为科学的监测方法和手段。由于机器学习可以将多种致灾因素综合考虑来建立干旱监测综合模型,无疑为干旱监测提供了一种新的技术手段,因此本文利用2010-2019年多源遥感数据以及1980-2019年气象站点数据,首先构建随机森林模型对西南地区的地表温度进行重建补充,然后构建XGBoost监测模型对西南地区的干旱进行了监测与评估验证。结果表明:(1)随机森林训练集、测试集重建的陆地表面温度LST与站点观测值的相关系数均超过0.9,达到显著相关;LST重建值与遥感监测值空间分布类似,数值接近于气象站点观测值;(2)XGBoost模型训练集、测试集的监测值与站点标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evaportranspiraton Index,SPEI)计算值相关系数均超过0.86,相关关系显著;监测值与计算得到的SPEI值的干旱等级总体一致率超过85%;(3)XGBoost模型监测值与气象干旱综合指数MCI值干旱等级总体一致率在67.88%以上,较为一致;各月一致率均超58%,其中9月一致率最高为75.07%,2月一致率最低为58.26%;(4)模型监测各个季节旱情与实际旱情基本一致,能够较好地反映出西南地区的干旱空间分布及旱情。

关键词：多源遥感随机森林 XGBoost 干旱监测西南地区

MSWEP降水产品在黄河流域气象干旱监测中的适用性评价

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干旱区地理 2023年第3期46卷 371-384页

作者：许昕彤朱丽吕潇雨郭浩曲阜师范大学地理与旅游学院山东日照276826

利用多个统计学指标和多个时间尺度的标准化降水指数(Standardized precipitation index,SPI)评估1981—2020年MSWEP(Multi-source weighted-ensemble precipitation)降水产品在黄河流域干旱监测中的准确性,并利用游程理论识别干旱事件并定量化分析其时空特征。结果表明:(1)MSWEP降水产品的月降水与以中国降水分析产品(Chinese precipitation analysis product,CPAP)为代表的地面观测降水的相关性较高,决定系数达到0.9347。(2)MSWEP降水产品可以较好地捕捉多年降水的空间格局和时间演变。(3)基于MSWEP降水产品计算的SPI一般可以重现基于CPAP计算的SPI的格局,但是相关性因地区而异。在捕捉干湿状况方面,MSWEP降水产品在黄河流域中下游表现较好,但在黄河源区的效果较差,相关系数低于0.5。值得注意的是,MSWEP降水产品捕捉干湿变化的能力随SPI时间尺度的增加而降低。(4)MSWEP降水产品在黄河流域中下游的表现明显优于上游。(5)MSWEP降水产品能够有效捕捉持续时间、烈度和严重度等干旱事件特征。总体来讲,MSWEP降水产品适用于黄河流域中下游的干旱监测,但在黄河源区地形复杂地区的干旱监测应用时,需要进一步修正其降水高估误差。

关键词：干旱监测 MSWEP降水产品标准化降水指数应用评价黄河流域

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基于高分六号卫星数据的花生干旱监测研究

节水灌溉 2022年第7期 1-6页

作者：张彦刘婷郭燕贺佳王来刚张红利杨秀忠河南省农业科学院农业经济与信息研究所郑州450002 河南省农作物种植监测与预警工程研究中心郑州450002

红边波段是描述作物健康状况的重要指示波段。为了探究红边波段对农业干旱监测精度的影响,挖掘高分六号卫星数据在农业干旱监测中的应用潜力,基于GF-6 WFV数据计算归一化植被指数(NDVI)和红边归一化植被指数(NDVI_RE),与地表温度(LST)... 详细信息

红边波段是描述作物健康状况的重要指示波段。为了探究红边波段对农业干旱监测精度的影响,挖掘高分六号卫星数据在农业干旱监测中的应用潜力,基于GF-6 WFV数据计算归一化植被指数(NDVI)和红边归一化植被指数(NDVI_RE),与地表温度(LST)构建温度植被干旱指数(TVDI),并结合土壤相对湿度和干旱等级实测数据对监测结果进行精度验证。研究结果表明:有红边波段参与的干边方程拟合度高于无红边波段参与,基于NDVI_RE指数拟合的干边方程最大决定系数为0.92;利用2种植被指数构建的TVDI与0~20 cm土壤相对湿度均呈显著负相关关系,基于NDVI_RE指数构建的TVDI与土壤相对湿度的相关性更好,最大相关系数为0.85;利用TVDI_(NDVI_RE)实现了社旗县花生干旱动态监测,TVDI_(NDVI_RE)干旱分级结果与实测结果一致性较好,花生干旱等级监测总体准确率为91.98%。GF-6卫星红边波段可提高花生干旱监测精度,更好地表征花生干旱信息。该研究为GF-6卫星数据在农业干旱监测方面的应用提供了数据参考。

关键词：遥感干旱监测花生高分六号卫星红边波段

长序列遥感降水产品在黄河流域干旱监测中的适用性评估

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北京师范大学学报(自然科学版) 2023年

作者：孙彤李艳忠陈力成硕庄稼成星寅聪王洁孟良北京师范大学水科学研究院南京信息工程大学水文与水资源工程学院淄博市水文中心

长序列遥感降水产品为大尺度气象干旱监测提供了数据支撑，但是它们在不同流域的适用性有待验证。本文以1983—2019年流域298个气象站点插值得到的格网降水（CMA）为标准，采用相关系数、相对偏差和均方根误差等统计指标，评估了3种降... 详细信息

长序列遥感降水产品为大尺度气象干旱监测提供了数据支撑，但是它们在不同流域的适用性有待验证。本文以1983—2019年流域298个气象站点插值得到的格网降水（CMA）为标准，采用相关系数、相对偏差和均方根误差等统计指标，评估了3种降水产品对月、季、半年、年4种时间尺度（SPI1， SPI3， SPI6， SPI12）干旱特征的表征能力。研究发现：PERSIANN-CDR在监测干旱年际（SPI12）波动情况和量化干旱面积方面，总体估算偏大，但仍明显优于其他两种产品；多源集成产品MSWEP在估算降水量和捕捉降水空间分布格局方面，优于其他两种产品，但在气象站稀疏、地形复杂、气候多变的上游区，其一致性具有较大地区差异；PERSIANN-CDR和CHIRPS产品适用于表征中期干旱，而MSWEP适用于表征短期干旱；MSWEP能较好地捕捉CMA的SPI值变化趋势以及典型干旱事件的空间分布情况，但总体上3种产品对典型干旱事件识别方面（降水量及其空间捕捉）均需进一步改进。

关键词：遥感降水干旱监测适用性 SPI 黄河流域

IMERG卫星降水数据在嘉陵江流域的干旱监测效用评估

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水文 2023年第4期43卷 88-95页

作者：董永超甘富万高扬刁庠潘越广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室广西南宁530004

针对嘉陵江流域存在雨热同期,水旱灾害频发的现象,为快速且准确地把握流域内降水与干旱情况,利用覆盖范围广且分辨率高的网格化IMERG卫星降水数据对嘉陵江流域进行多时空尺度反演,基于卫星降水数据采用标准化降水指数SPI并运用游程理论... 详细信息

针对嘉陵江流域存在雨热同期,水旱灾害频发的现象,为快速且准确地把握流域内降水与干旱情况,利用覆盖范围广且分辨率高的网格化IMERG卫星降水数据对嘉陵江流域进行多时空尺度反演,基于卫星降水数据采用标准化降水指数SPI并运用游程理论对流域实行干旱监测。结果表明三种卫星降水数据中的IMERG-F能更准确地反映流域内的日降水量,整体高估地面降水2.6%;IMERG-F与地面实测降水驱动的SPI指数保持较高的一致性CC>0.9;MERG-F更能准确地呈现出流域的干湿特征;IMERG-E对干旱次数的模拟效果最优,IMERG-F对平均干旱历时和平均干旱烈度的监测结果最好。

关键词： IMERG 卫星降水 SPI指数干旱监测嘉陵江流域

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基于多元逐步回归分析的葡萄园干旱监测模型

干旱地区农业研究 2022年第4期40卷 249-254页

作者：李雪健王美丽赵敏史颖涵高强西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100 西安邮电大学通信与信息工程学院陕西西安710121

为明确葡萄园区干旱评价标准,制定了一种具有区域适用性的干旱指数,通过在渭南市临渭区葡萄研究所葡萄试验田进行干旱胁迫对比试验,得出一种结合植物生长图像与环境要素的干旱监测模型;使用逐步回归分析法,计算出土壤湿度与众多影响因... 详细信息

为明确葡萄园区干旱评价标准,制定了一种具有区域适用性的干旱指数,通过在渭南市临渭区葡萄研究所葡萄试验田进行干旱胁迫对比试验,得出一种结合植物生长图像与环境要素的干旱监测模型;使用逐步回归分析法,计算出土壤湿度与众多影响因素间的关系,得到干旱监测模型。试验结果表明:回归方程的确定系数(R-square)可达0.91,模型精确,拟合效果较好。搭建了一个干旱监测与预警平台,可以实时监控作物的生长状况,为精准灌溉提供决策。

关键词：葡萄园干旱监测干旱指数多元逐步回归分析

基于土壤相对凋萎湿度构建的干旱监测指标在云南的应用分析

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干旱地区农业研究 2022年第4期40卷 255-264页

作者：马思源何雨芩金燕张明达闫伟兄范立张云南省气候中心云南昆明650034 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室宁夏银川750004 宁夏回族自治区气象科学研究所宁夏银川750004

在分析云南土壤水文参数的基础上,构建基于土壤相对凋萎湿度的干旱监测指标I_(RWM),并分析其在云南地区的适用性。结果表明:云南0~20 cm土层土壤水文参数空间分布较为一致,土壤水分利用率总体呈现东高西低,南高北低的特点;从I_(RWM)指... 详细信息

在分析云南土壤水文参数的基础上,构建基于土壤相对凋萎湿度的干旱监测指标I_(RWM),并分析其在云南地区的适用性。结果表明:云南0~20 cm土层土壤水文参数空间分布较为一致,土壤水分利用率总体呈现东高西低,南高北低的特点;从I_(RWM)指标来看,云南轻旱、中旱、重旱和特旱上限对应的土壤相对湿度分别为45.6%、36.5%、27.5%和18.4%;当大部地区土壤相对湿度低于60%时,云南发生中等干旱灾害的可能极大;云南的西部边缘地区对土壤水分更为敏感,有旱情发展波动大的特点;在干旱监测中,I_(RWM)指标能够降低极端降水对旱情监测的干扰,且对干旱灾害的描述与实际更接近。综合来看,I_(RWM)指标在云南的适用性优于MCI指数。

关键词：干旱监测土壤水文参数土壤相对凋萎湿度 MCI指数云南省