检索结果-南通市图书馆

基于遥感定量信息融合的精细化区域干旱监测研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于遥感定量信息融合的精细化区域干旱监测研究

作者：张义峥安徽大学

学位级别：硕士

干旱是一种常见的自然灾害,通常表现为区域土壤水分不足,不仅会干扰生态系统平衡,还会影响人类生活和农业生产,造成巨大的社会经济损失,因此发展干旱监测技术意义重大。在干旱监测研究中,遥感干旱监测方法与传统干旱监测方法相比具有广... 详细信息

干旱是一种常见的自然灾害,通常表现为区域土壤水分不足,不仅会干扰生态系统平衡,还会影响人类生活和农业生产,造成巨大的社会经济损失,因此发展干旱监测技术意义重大。在干旱监测研究中,遥感干旱监测方法与传统干旱监测方法相比具有广覆盖、高时效和低成本等优点,基于植被指数和地表温度的干旱监测方法更加简便高效,兼具两种干旱指标的优势,被广泛应用于干旱监测研究中。但是受制于遥感传感器技术无法兼顾高空间分辨率、高时间分辨率的不足,该方法在干旱监测研究时主要使用中低空间分辨率遥感数据,限制了中小尺度区域干旱监测的应用。Landsat 8卫星遥感数据是常用的高空间分辨率数据,但是根据其近红外波段数据处理后得到的地表温度产品实际分辨率为100m,距离真实的30m空间分辨率仍然存在一定差距,难以与Landsat 8多光谱波段生成的植被指数数据相匹配。本文以淮北市作为研究区,利用深度学习方法对2016-2018年数据进行遥感定量信息融合,选择植被光谱响应特征明显的红色可见光波段和近红外波段作为趋势面因子,构建地表温度降尺度模型,最终融合得到高空间分辨率的地表温度数据。将融合得到的数据与不同的植被指数相结合,分别建立温度植被干旱指数模型、条件温度植被指数模型和植被供水指数模型并进行验证。根据不同模型的干旱监测结果进行区域干旱分级评价,并选取监测效果较好的模型分析植被指数、季节的等因素对干旱监测结果的影响。最后对研究区进行地表覆盖类型分类研究,分析耕地、林地、人造地表和水体类型下区域干旱的细节特征与变化趋势。本文研究结果表明:(1)与其他属性均一的地物类型相比,植物由于其生理特性和化学特性能够在红色可见光波段表现出更加突出的光谱响应特征,比近红外波段更适合作为地表温度降尺度的趋势面因子。在构建的地表温度降尺度模型LSTDRN中,使用红色可见光波段进行遥感定量信息融合,可以得到更高空间分辨率的地表温度数据,具有较好的定量准确性和更丰富的空间信息,与同源植被指数数据更匹配,适合在中小尺度区域进行研究。(2)三类基于植被指数和地表温度的干旱监测模型在中小尺度区域的监测效果存在差异。温度植被干旱指数和条件温度植被指数的监测效果更好,与10cm土壤水分的相关性更高,在2016-2018年淮北市干旱监测中两种模型结果基本一致。而植被供水指数倾向于低估研究区干旱程度,其干旱监测效果准确性较低,与另外两种模型差异较大。在全部模型中,基于修正土壤调整植被指数得到的模型精度均好于基于归一化植被指数构建的模型,基于两种植被指数得到的干旱监测结果整体趋势一致,但在个别时相下存在一定差值。(3)区域干旱状况存在明显的季节差异,按照春季、秋季和冬季的顺序,研究区干旱等级整体呈现加重趋势。春季南部大范围区域处于正常和湿润状态,秋季该区域以轻旱和中旱为主,同时中旱和重旱面积均呈现增加趋势,湿润和正常等级面积较少。冬季干旱等级分布状况与秋季类似,但是旱情进一步加重,轻旱和中旱等级共占70%左右,个别降水量较多的月份干旱程度会相对缓解。(4)不同地表覆盖类型的区域具有不同的干旱特征。耕地的干旱程度主要受气象条件和农业活动影响,春季为正常、湿润状态,秋冬季多为中旱、重旱状态。林地的干旱程度主要受地形、气候条件影响,迎风坡主要是正常、湿润状态,季风难以抵达的背风坡多呈现轻旱、中旱情况。人造地表的干旱程度会受到绿岛效应影响,相关区域呈正常或湿润状态,受影响较小区域以轻旱和干旱为主。水体受丰水期、枯水期的径流量影响明显,主要呈现湿润、正常状态。

关键词：干旱监测植被指数数据融合深度学习干旱等级评价

基于集成学习方法的CLDAS土壤湿度降尺度及其干旱监测应用——以华北地区为例

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于集成学习方法的CLDAS土壤湿度降尺度及其干旱监测应用——以...

作者：韩慧敏南京信息工程大学

学位级别：硕士

土壤湿度是陆地生态系统水循环和能量收支的关键参数,陆面数据同化系统可获得时空连续的土壤湿度数据,但由于空间分辨率较低限制了进一步应用。为此,本文基于中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS-V2.0)土壤湿度数据,分析了华北地区2019年... 详细信息

土壤湿度是陆地生态系统水循环和能量收支的关键参数,陆面数据同化系统可获得时空连续的土壤湿度数据,但由于空间分辨率较低限制了进一步应用。为此,本文基于中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS-V2.0)土壤湿度数据,分析了华北地区2019年不同深度(0～10、10～40和40～100 cm)土壤湿度的时空分布特征,以0～10 cm土壤湿度为代表层,引入了最大信息系数和灰色关联度分析法,客观量化降尺度因子对土壤湿度的影响。在此基础上,优选影响较高的降尺度因子。采用梯度提升机、深度前馈神经网络、随机森林以及基于Stacking集成学习的四种方法,构建0～10 cm土壤湿度降尺度模型,使其空间分辨率从6 km降尺度至1 km,利用站点观测数据对降尺度结果进行精度评价与分析,并对降尺度前后数据计算的土壤相对湿度和河南典型区干旱情况监测开展了应用比较研究,主要结论如下:(1)从时间上看,华北地区0～10 cm土壤湿度的分布具有十分显著的年变化。随着土层的增加,曲线波动趋势逐渐趋于平滑。从空间上看,各层土壤湿度均呈现出东高西低、南高北低的空间分布特征。研究引入了最大信息系数和灰色关联度分析法,客观量化降尺度因子对0～10 cm土壤湿度的影响,综合相关系数、最大信息系数和灰色关联度分析法结果,结合华北地区的实际区位情况,研究选择地表温度(LST)、地表反照率(Albedo)、高程(DEM)、土壤质地(Clay,Silt,Sand)、归一化差异水体指数(NDWI)作为土壤湿度降尺度的降尺度因子。(2)在华北地区,梯度提升机、深度前馈神经网络、随机森林以及基于Stacking集成学习等的四种土壤湿度降尺度结果,与原土壤湿度的空间分布具有相似规律,南部和沿海区域土壤湿度较高,中部和北部土壤湿度较低,平均土壤湿度均达到0.2 m/m以上。四种不同降尺度方法均有效提高了CLDAS土壤湿度产品的空间分辨率和精度,这可能是与降尺度模型输入参数中还包括部分站点土壤湿度信息,降尺度过程具有同化作用,使得降尺度同时进一步提高数据精度。四种方法绝对偏差均小于CLDAS产品,一定程度上改善高估现象。降尺度土壤湿度的精度高低依次是Stacking集成学习方法、随机森林、深度前馈神经网络、梯度提升机。原土壤湿度和四种不同降尺度方法的降尺度结果均能较好的体现土壤湿度的日变化特征,但大多数日次原土壤湿度存在高估现象,四种降尺度结果存在一定程度上的低估。整体上,Stacking集成学习方法最优,与原土壤湿度相比,相关系数平均提高0.13,误差和偏差也有所降低。(3)研究利用站点观测数据,分析了降尺度前后数据计算的土壤相对湿度的差异,从空间分布上来看,CLDAS＿Rsm(Rsm,Relative soil moisture)和Stacking＿Rsm均呈现出从东向西降低的趋势,平均土壤相对湿度Stacking＿Rsm比CLDAS＿Rsm降低8%。Stacking＿Rsm有效改善了西部和北部地区的均方根误差较大的站点。从时间序列来看,CLDAS＿Rsm和Stacking＿Rsm与观测日均值的整体曲线变化趋势和波动频率较为一致,但CLDAS＿Rsm整体偏高。Stacking＿Rsm相关系数整体平均提升0.087,均方根误差均低于CLDAS＿Rsm,偏差整体降低了0.094。在月尺度变化中Stacking＿Rsm在相关系数、均方根误差和偏差三种指标均优于CLDAS＿Rsm。(4)研究分析比较了2019年4～10月河南省干旱分布特征,CLDAS＿Rsm偏干地区分布范围明显小于观测值和Stacking＿Rsm,Stacking＿Rsm与观测值空间变化趋势保持基本一致的的同时,其空间分布细节更为丰富。旬尺度下华北地区中部干旱频率低,四周干旱频率高,干旱频发中心主要位居河南省的南阳、驻马店和周口等地,以及河北省张家口地区和承德北部。轻旱的发生频率明显高于其他三个等级,各个等级干旱均有发生。结合旬尺度下干旱强度空间分布可知,华北地区的东北部、中部、东部以及西南和东南局部地区干旱较为频繁,但重旱和特旱较少发生,因而旱情强度为轻旱;河南省南部、河北省西部以及北部地区,干旱频发,且旱情基本为轻旱—中旱,并伴有小范围的重旱及以上。

关键词：土壤湿度降尺度集成学习干旱监测

基于TVDI的不同类型岩溶区干旱时空演变及其影响因素分析

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

遥感技术与应用 2024年第3期 669-678页

作者：卢献健黎振宝晏红波张焕铃郭子扬桂林理工大学测绘地理信息学院

干旱对岩溶区的农业生产和生态环境建设的影响不可忽视。研究岩溶区的干旱对科学防旱抗旱、石漠化治理与生态建设具有重要意义。以分布有典型岩溶地貌的都安县、巧家县和印江县为研究区，计算了该地区的温度植被干旱指数（TVDI），并结... 详细信息

干旱对岩溶区的农业生产和生态环境建设的影响不可忽视。研究岩溶区的干旱对科学防旱抗旱、石漠化治理与生态建设具有重要意义。以分布有典型岩溶地貌的都安县、巧家县和印江县为研究区，计算了该地区的温度植被干旱指数（TVDI），并结合研究区岩溶地貌特点对干旱的时空变化及其与气象、地形的关系进行了分析讨论。结果表明，研究区主要遭受轻旱影响，而相对干旱主要分布于岩溶发育较强烈的区域；近20 a来，3个县的干旱趋缓，较干旱年份主要集中在2001～2010年；通过相关分析发现，3个县的TVDI与年平均温度、年降水量仅表现为中度相关或弱相关，与非岩溶区相比，研究区的TVDI与气象因子的相关性偏低。3个县的TVDI和DEM均呈现出负相关关系，其R2分别为0.52、0.58和0.67。TVDI与地形地貌、DEM数据的相关分析表明岩溶发育强烈、岩石裂隙广泛分布的岩溶区较非岩溶区更容易出现干旱，说明岩溶发育带来了更多的干旱胁迫；此外，在不同类型岩溶区，岩溶结构影响干旱发生的程度为岩溶槽谷>岩溶峡谷>峰丛洼地。建议在分析岩溶区干旱时应充分考虑其特有的二元结构的影响。

关键词：干旱监测岩溶 TVDI 地形地貌

一种基于地表能量平衡的遥感干旱监测新方法及其在甘肃河东地区干旱监测中的应用初探

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

地球物理学报 2016年第9期59卷 3188-3201页

作者：郝小翠张强杨泽粟王晓巍岳平韩涛王胜中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室兰州730020 西北区域气候中心兰州730020 成都信息工程大学大气科学学院成都610225

目前遥感干旱监测方法的精度普遍不高,探求新的遥感干旱监测方法有助于干旱监测预警技术的提升与发展.波文比是感热通量与潜热通量之比,能综合反映地表水热特征,可尝试将其引入到遥感干旱监测领域加以利用.应用甘肃河东地区的EOS-MODIS... 详细信息

目前遥感干旱监测方法的精度普遍不高,探求新的遥感干旱监测方法有助于干旱监测预警技术的提升与发展.波文比是感热通量与潜热通量之比,能综合反映地表水热特征,可尝试将其引入到遥感干旱监测领域加以利用.应用甘肃河东地区的EOS-MODIS卫星资料和同步地面气象资料,基于地表能量平衡原理构建了波文比干旱监测模型,对比分析了波文比（β）指数、温度植被指数（TVX）与土壤水分的相关性,并以典型晴空影像（2014年10月5日）为例初步建立了β的干旱分级标准,对研究区进行了旱情评估.结果表明：β与土壤相对湿度呈现出高度负相关,相比于当下广泛应用的TVX,β与0-20cm平均土壤相对湿度具有更好的相关性,监测精度得到了显著提高.用β干旱分级标准评估的研究区干湿状况与前期降水空间分布吻合得相当好,评估表明2014年10月5日研究区基本为适宜（无旱）,与2014年9月的降水距平百分率特征一致.基于地表能量平衡的波文比（β）指数在干旱监测中效果突出,具有很好的应用前景.

关键词： MODIS 波文比(β)指数温度植被指数(TVX) 干旱监测甘肃河东地区

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于多源数据的武陵山区干旱监测研究

农业机械学报 2014年第1期45卷 246-252页

作者：孙丽王飞李保国陈曦炜中国农业大学资源与环境学院北京100193 农业部规划设计研究院北京100125

由于地表复杂性和气候环境等因素影响,针对采用遥感指标进行旱情监测具有一定局限性,利用EOS/MODIS数据建立遥感旱情监测指标———温度植被干旱指数(TVDI),结合地面气象因子的降水量距平指数(PPAI),构建线性加权形式的综合干旱监测指数... 详细信息

由于地表复杂性和气候环境等因素影响,针对采用遥感指标进行旱情监测具有一定局限性,利用EOS/MODIS数据建立遥感旱情监测指标———温度植被干旱指数(TVDI),结合地面气象因子的降水量距平指数(PPAI),构建线性加权形式的综合干旱监测指数(IMDI),应用该指数和TVDI指数在2010年4月中旬和2011年4月下旬对武陵山区进行了干旱监测试验研究,通过与10 cm深度土壤水分拟合及标准化降水指数(SPI)关系对比分析,认为IMDI和TVDI能够进行该区域的干旱监测,IMDI较TVDI更具稳定性,而SPI在干旱发生时易加重旱情判定结果。

关键词：干旱监测 MODIS数据温度植被干旱指数标准化降水指数

温度植被干旱指数在蒙古高原干旱监测中的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

应用生态学报 2021年第7期32卷 2534-2544页

作者：康尧郭恩亮王永芳包玉龙包玉海那仁满都拉内蒙古师范大学地理科学学院呼和浩特010022 内蒙古自治区蒙古高原灾害与生态安全重点实验室呼和浩特010022 中国气象局兰州干旱气象研究所兰州730020 内蒙古师范大学遥感与地理信息系统重点实验室呼和浩特010022

以蒙古高原为研究区,选择2000—2019年植物生长季的MODIS归一化植被指数(NDVI)和陆地表面温度(LST)构建NDVI-LST特征空间,由该特征空间计算蒙古高原温度植被干旱指数(TVDI);利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验及Hurst指数... 详细信息

以蒙古高原为研究区,选择2000—2019年植物生长季的MODIS归一化植被指数(NDVI)和陆地表面温度(LST)构建NDVI-LST特征空间,由该特征空间计算蒙古高原温度植被干旱指数(TVDI);利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验及Hurst指数方法分析蒙古高原TVDI的时空变化特征和未来的变化趋势,利用偏相关分析法探究气象因子与蒙古高原TVDI之间的关系。结果表明:2000—2019年,蒙古高原TVDI以0.0001·a^(-1)呈增大趋势,期间,蒙古高原的干旱情况小幅加重,其中,草甸草原和典型草原干旱情况逐渐减轻,而荒漠草原和高山草地干旱情况加重。蒙古高原TVDI的Hurst指数均值为0.45,小于0.5的地区面积占比为71.5%,说明大部分地区2000—2019年的TVDI变化趋势与过去相反。中部的荒漠草原地区和东部的草甸草原地区未来干旱情况可能加重;典型草原的大部分地区以及内蒙古境内的荒漠草原未来干旱可能减轻;高山草地地区的干旱变化无法确定。蒙古高原有33.6%的地区TVDI与气温呈显著正相关,34.8%的地区TVDI与降水量呈显著负相关,其中,典型草原受气象因子的影响最显著。

关键词：干旱监测温度植被干旱指数 MODIS 蒙古高原

基于修正复合干旱指数的干旱综合监测及其在湖北省的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

长江流域资源与环境 2021年第11期30卷 2726-2735页

作者：陈思钟无双 Muhammad Waseem 王润湖北大学资源环境学院湖北武汉430062 湖北大学水资源与水政策研究中心湖北武汉430062 巴基斯坦拉合尔工程技术大学水资源工程卓越中心拉合尔54890

在全球气候变化的大背景下,干旱的准确监测和综合评估对区域农业的可持续发展具有重要的现实意义。基于干旱发生和发展过程的多因性和复杂性,综合考虑降水、气温、蒸散发和地表含水量等多个干旱因子构建了修正复合干旱指数(Modified Com... 详细信息

在全球气候变化的大背景下,干旱的准确监测和综合评估对区域农业的可持续发展具有重要的现实意义。基于干旱发生和发展过程的多因性和复杂性,综合考虑降水、气温、蒸散发和地表含水量等多个干旱因子构建了修正复合干旱指数(Modified Composite Drought Index,MCDI),并以湖北省为研究区域对该指数进行计算和验证。通过与广泛应用的单/多变量干旱指数--标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和综合气象指数(Composite Index,CI)的监测结果进行对比,验证其干旱监测结果的准确性。结合湖北省干旱事件的历史记录进一步对比发现,MCDI较SPI和CI的监测干旱事件准确率分别提高了33.3%和50%,且MCDI能更精确地监测到干旱事件的严重程度,更符合实际旱情。MCDI指数的提出为综合评估区域性干旱提供了一种新方法。

关键词：干旱监测多变量多源数据湖北省

地表温度-植被指数特征空间干旱监测方法的改进

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

农业工程学报 2010年第9期26卷 243-250页

作者：于敏高玉中张洪玲黑龙江省气象局哈尔滨150001 黑龙江省气候中心哈尔滨150030

Ts-NDVI特征空间干旱监测方法易受地表及卫星观测状态的影响,干、湿边不稳定,该文提出了用多年同期卫星观测数据改进的方法,首先,针对某观测期,分别构建每年的仅基于当年卫星数据的单一时段特征空间,然后,分别用最大、最小值合成法,在... 详细信息

Ts-NDVI特征空间干旱监测方法易受地表及卫星观测状态的影响,干、湿边不稳定,该文提出了用多年同期卫星观测数据改进的方法,首先,针对某观测期,分别构建每年的仅基于当年卫星数据的单一时段特征空间,然后,分别用最大、最小值合成法,在已构建的各年单一时段特征空间的干、湿边中提取不同植被指数应对的最大、最小地表温度,合成各年通用的Ts-NDVI特征空间的干、湿边。用TERRA-MODIS数据、降水量及SPI进行试验和验证,表明该改进方法不改变像素的实际观测值,不依赖地面辅助数据,增强了Ts-NDVI特征空间的稳定性,比改进前特征空间能更准确的反映地表干湿状态,与监测同期及前期总体降水都密切相关。

关键词：卫星遥感干旱监测 Ts-NDVI特征空间改进 VTCI SPI

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

条件植被温度指数干旱监测方法的完善

农业工程学报 2006年第2期22卷 22-26页

作者：孙威王鹏新韩丽娟颜凯张树誉李星敏中国农业大学资源与环境学院北京100094 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京师范大学地理与遥感科学学院北京100875 陕西省农业遥感信息中心西安710015

应用NOAA-AVHRR多时段卫星遥感数据,以陕西省关中平原为研究区域,建立了条件植被温度指数干旱监测方法,讨论了植被指数和地表温度特征空间中冷边界和热边界的确定方法。通过气象网站的降水量资料验证了该研究区域1999年以来每年5月上旬... 详细信息

应用NOAA-AVHRR多时段卫星遥感数据,以陕西省关中平原为研究区域,建立了条件植被温度指数干旱监测方法,讨论了植被指数和地表温度特征空间中冷边界和热边界的确定方法。通过气象网站的降水量资料验证了该研究区域1999年以来每年5月上旬的干旱监测结果,结果表明条件植被温度指数与降水量间的相关性随着累计时间的增加而降低,与最近月份降水量的相关性最好,证实了冷边界和热边界确定方法的合理性以及条件植被温度指数是一种可行的、近实时的干旱监测方法。

关键词：条件植被温度指数干旱监测热边界冷边界