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2006年重庆特大干旱期间的遥感监测应用研究

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中国农学通报 2010年第23期26卷 325-330页

作者：杨世琦易佳罗孳孳高阳华徐永进重庆市气象科学研究所重庆401147 西南大学地理科学学院重庆400715

根据MODIS数据,基于植被供水指数法(VSWI),通过对2006年6月10—9月21日期间的12个时相的全市干旱空间分布状况分析,得到了2006年重庆特大干旱期间从旱情发生—旱情加重—局部缓解—旱情再次加重—旱情彻底缓解的整个演变过程。为了验证V... 详细信息

根据MODIS数据,基于植被供水指数法(VSWI),通过对2006年6月10—9月21日期间的12个时相的全市干旱空间分布状况分析,得到了2006年重庆特大干旱期间从旱情发生—旱情加重—局部缓解—旱情再次加重—旱情彻底缓解的整个演变过程。为了验证VSWI方法对2006年重庆特大干旱监测的准确性,结合全市同时期170个土壤墒情监测站的土壤湿度资料,对此次监测过程进行了验证。结果表明:基于MOIDS数据的植被供水指数法可以对重庆市夏季干旱进行实时监测和有效反馈,VSWI与土壤湿度有较好的负相关关系,同时VSWI指数与土壤墒情数据的相关性与高程有一定的相关关系。

关键词：重庆干旱遥感监测 MODIS 植被供水指数法

基于MODIS数据的大区域土壤水分遥感监测研究

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基于MODIS数据的大区域土壤水分遥感监测研究

作者：邓辉中国农业科学院

学位级别：硕士

土壤水分是作物生长的控制性因子之一。大区域的土壤水分监测一直是学术界的一大难题。本文回顾了干旱的描述方法、常规的干旱指标、常用的干旱分级定等方法。传统的土壤水分监测方法只能采集到点和小范围的土壤水分信息，难以满足科学... 详细信息

土壤水分是作物生长的控制性因子之一。大区域的土壤水分监测一直是学术界的一大难题。本文回顾了干旱的描述方法、常规的干旱指标、常用的干旱分级定等方法。传统的土壤水分监测方法只能采集到点和小范围的土壤水分信息，难以满足科学研究和政府部门对土壤水分客观、实时、大面积监测的需要，而采用遥感信息源结合地面调查数据的方法可以满足这些需要。本文介绍了常用的遥感监测土壤水分的方法和研究进展。主要的方法有：热惯量法、微波法、热红外、距平植被指数法、植被供水指数法、植被缺水指数法、绿度指数法。各种遥感方法采用的原理不尽相同，各自的适用范围也不同。常用的遥感监测土壤水分采用NOAA／AVHRR作为信息源，AVHRR仅有5个波段，星下点空间分辨率为1.1km。而EOS／MODIS是NOAA／AVHRR的替代、更新产品，拥有36个波段，最大空间分辨率250m。 MODIS有AVHRR无可比拟的优势，因此传统的基于AVHRR平台遥感监测土壤水分的方法有必要转移到MODIS平台上来，提高监测的精度。目前文献表明这方面的研究尚少，本文将做一个有益的探索。本文将主要研究基于MODIS的热惯量法、植被供水指数法监测土壤水分。热惯量法主要适合裸露的土壤和作物生长的早期。植被供水指数法主要适用于作物生长的旺盛期，基本覆盖地面的时段。对于热惯量法采用MODIS的1、2、3、4、5、8～19、31、32波段。植被供水指数法采用MODIS的1、2、31、32波段。结合地面气象站点实地测量的土壤水分数据来验证热惯量法和植被供水指数法的可靠性和精度。得出以下结论：MODIS遥感影像监测大区域裸露土壤、作物生长早期和作物地表覆盖高时段的土壤水分是可行的。遥感监测的土壤水分与地面实测数据的拟和线性关系模型、指数模型、对数模型的拟和精度相差不大，为了计算方便一般采用线性模型。热惯量法监测土壤水分的最佳深度为20cm。对于深层的土壤水分监测是无效的，或者说效果不明显，需要深入的研究。植被供水指数法也同样只适合表层土壤水分监测，并且精度较低。分别用直线、对数、指数模型对植被供水指数与土壤相对含水量进行拟和，各种模型在不同土壤深度，监测精度差别并不大。植被供水指数法监测土壤水分影响因素较多，需要进一步研究各种条件下的稳定模型。讨论了近一步提高热惯量法和植被供水指数发监测精度的方向和需要注意的问题。

关键词：土壤水分监测 MODIS 热惯量法植被供水指数法反照度

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基于MODIS的陕西省干旱遥感监测研究

基于MODIS的陕西省干旱遥感监测研究

作者：张芳陕西师范大学

学位级别：硕士

基于NOAA数据的干旱监测在陕西省已有近十年的历史,从历年的实际应用效果看,主要解决了全省干旱宏观发生、发展的动态监测问题,但不能满足为市、县级政府的服务需求,特别是陕西省从南到北气候条件、地质和地表植被覆盖、种植制度等差异... 详细信息

基于NOAA数据的干旱监测在陕西省已有近十年的历史,从历年的实际应用效果看,主要解决了全省干旱宏观发生、发展的动态监测问题,但不能满足为市、县级政府的服务需求,特别是陕西省从南到北气候条件、地质和地表植被覆盖、种植制度等差异较大,这就要求开展精细化干旱监测和评估。MODIS数据在波段设置和探测精度方面较NOAA数据有着十分显著的优势,随着MODIS资料应用的日益广泛,如何应用MODIS资料实现干旱监测的精细化,是遥感定量化应用一个重要的发展方向,也是本文研究的重点问题。本文在广泛总结前人对干旱监测模型研究成果与经验的基础上,从可业务化和实际应用的角度出发,使用热惯量法和植被供水指数法两种干旱监测模型进行了基于MODIS数据的陕西省干旱遥感监测的业务化方法研究。首先对MODIS-1B数据进行大气校正、双眼皮处理、投影变换、几何校正等预处理,在此基础上进行了模型关键参数的反演,利用每日白天、夜间两个时相的MODIS数据,建立了热惯量遥感监测模型。热惯量法属于定量表达方法,通常在计算中用表观热惯量代替真实热惯量。我们通过表达式ATI=B(1-ABE)/ΔT(B为常数)计算得出表观热惯量ATI,将ATI与土壤墒情监测值进行相关分析,得出结论,三种模型中指数模型的相关性最好,线性模型次之,对数模型的相关性略差,但三种模型均达到了相关性水平,在实际监测中鉴于线性模型计算方便常常使用线性模型。最后旱情的等级划分如下:Y≤40为重旱;40＜Y≤50为中旱;50＜Y≤60为轻旱;60＜Y≤80为正常;Y＞80为湿润。植被供水指数模型的建立只需要一个时相的资料,本文首先根据生态气候特征将全省划分为5个干旱监测区域,选取NDVI和LST作为模型输入参数,通过表达式VSWI=T/NDVI求得单日植被供水指数值VSWI,再通过计算获得旬最大植被指数产品,然后根据各监测区地面土壤湿度观测数据作为定标点,参照农业气象中有关旱情的划分标准,将每个监测分区的植被供水指数划分为5个等级,用于反映干旱的相对程度。选取2007年5月的MODIS卫星遥感资料进行验证,得出结论,该方法结果与实际旱情比较相符。从研究结果来看,运用MODIS数据进行干旱遥感监测的结果和地面实际观测的结果基本一致,准确率较高,而且可视化效果比NOAA卫星要好,达到了陕西省干旱监测业务化和精细化的要求,既能够获得全省干旱监测的宏观信息,又可以根据实际服务需求得到各市、县干旱监测的精细化产品。

关键词： MODIS数据遥感监测热惯量法植被供水指数法

基于MODIS数据的黑龙江省农业干旱遥感监测研究

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基于MODIS数据的黑龙江省农业干旱遥感监测研究

作者：刘茜南京信息工程大学

学位级别：硕士

干旱是近年来频繁发生的世界性自然灾害现象,它已严重影响到自然生态环境的平衡及人类社会、经济的可持续发展。因此,加强对干旱灾害的监测研究,充分发挥遥感的技术优势,建立合适的干旱遥感监测模型,具有重要的现实意义。本文在系统分... 详细信息

干旱是近年来频繁发生的世界性自然灾害现象,它已严重影响到自然生态环境的平衡及人类社会、经济的可持续发展。因此,加强对干旱灾害的监测研究,充分发挥遥感的技术优势,建立合适的干旱遥感监测模型,具有重要的现实意义。本文在系统分析当前国内外干旱遥感监测研究现状及其发展趋势的基础上,分析探讨了现有各种方法的适用范围和特点。基于以往方法的不足,在借鉴前人工作经验的基础上,本研究尝试应用能量指数法监测黑龙江土壤水分。该方法综合考虑了地表温度和地表反射特征,利用EOS卫星第2通道的反照率和地表温度与土壤相对湿度建立线性回归模型,并将该方法的计算结果与热惯量法和植被供水指数法进行对比分析,得出以下结论：1)热惯量法与植被供水指数法的监测效果随时间的变化很不稳定,只能分别用于低植被和高植被覆盖条件下的土壤水分监测;而能量指数法则适用于各种植被覆盖条件下的土壤水分监测,并为中植被覆盖下的土壤水分反演提供了有效的方法。2)能量指数法提高了低植被和高植被覆盖时的拟合精度,在低、中、高植被三种植被覆盖情况下的拟合误差均小于13%。其中在低植被条件下拟合误差比热惯量法低2.04%,在高植被条件下比植被供水指数法低3.07%。3)热惯量法监测土壤水分的最佳深度为10cm,随着深度的增加其监测精度也随之降低。植被供水指数法监测土壤水分的最佳深度为50cm,20cm和10cm深度则较差。而能量指数法对各层土壤的监测精度都很高,其中50cm处的拟合效果最好,20cm次之,10cm处稍差。4)运用03～09年数据建立的能量指数旱情反演模型对黑龙江省2010年土壤湿度的反演效果很好,可用于作物整个生长期内各旬和各土层深度的旱情监测。在作物生长期内,模型对于各层土壤水分状况的估算能力都很强,平均相对拟合误差均小于20%。在10cm、20cm和50cm深度的各旬平均误差分别为20.0%、14.4%和11.7%,各层总平均相对误差为15.4%。另外,各层土壤水分反演模型的平均相对拟合误差随时间的变化规律基本一致,均呈逐渐增大的趋势。模型在评估黑龙江省春、夏、秋季旱情时,其反演得到的土壤含水量空间分布与实际情况基本相符。其中,春季模型的反演效果最好,夏季次之,秋季较差。5)基于能量指数法的二元回归监测模型在评估黑龙江省春季和夏季旱情时,各土层深度处的反演结果均比能量指数模型的反演精度要高,可以更加精确地监测黑龙江省春季和夏季的旱情状况。6)能量指数法解决了其他方法不能监测任意植被覆盖下垫面旱情的问题,且对不同深度的土壤监测精度均较高,计算简便,在黑龙江省农业干旱监测的应用中具有较好的适用性。

关键词：干旱遥感 MODIS 能量指数法热惯量法植被供水指数法

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基于MODIS数据的河南省旱情监测研究

北京建筑大学学报 2017年第2期33卷 35-40页

作者：刘姗杜明义施新程北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京100044 信阳师范学院河南信阳464000

干旱灾害是我国主要的自然灾害之一,遥感为实时获取大范围的旱情信息提供了一个有效的方法.基于MODIS数据,对发生在2010年秋到2011年春的河南省旱情进行了监测.首先利用MODIS数据计算NDVI、地表温度和反照率等地表参数,然后基于热惯量... 详细信息

干旱灾害是我国主要的自然灾害之一,遥感为实时获取大范围的旱情信息提供了一个有效的方法.基于MODIS数据,对发生在2010年秋到2011年春的河南省旱情进行了监测.首先利用MODIS数据计算NDVI、地表温度和反照率等地表参数,然后基于热惯量法和植被供水指数法,根据季节信息和NDVI,分区选择适宜的旱情监测方法,对河南省的旱情发展进行了动态监测,并进行了旱情分区统计.结果表明,河南省旱情经历了先局部减轻,后逐渐加重,最后减轻的过程.2011年3月,受多次有效降水影响,河南省境内旱情减轻,主要为轻度干旱.旱情监测结果与实际情况较为符合,说明我们提出的方法适用于区域旱情的动态监测.

关键词：干旱 MODIS数据植被供水指数法热惯量法

不同植被覆盖下土壤水分遥感监测方法的比较研究

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中国农学通报 2014年第23期30卷 303-307页

作者：武晋雯孙龙彧张玉书冯锐纪瑞鹏张淑杰于文颖中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110016 沈阳市气象局沈阳110168

为了研究不同植被覆盖程度下多种土壤水分遥感监测模型的适用性，提高大面积土壤水分遥感监测的可行性和精度，利用辽宁省52个气象站2008—2010年土壤相对湿度人工观测资料以及对应时段的卫星遥感资料，采用热惯量、能量指数、植被供水... 详细信息

为了研究不同植被覆盖程度下多种土壤水分遥感监测模型的适用性，提高大面积土壤水分遥感监测的可行性和精度，利用辽宁省52个气象站2008—2010年土壤相对湿度人工观测资料以及对应时段的卫星遥感资料，采用热惯量、能量指数、植被供水指数法进行土壤水分的遥感监测，在低、中、高植被覆盖条件下对比3种定量反演土壤水分的遥感模型，并与人工观测资料建立线性、指数、对数拟合。结果表明：在中低植被覆盖期，热惯量法最适合，与0～20cm的平均土壤相对湿度的对数相关最好；高植被覆盖期。能量指数法稍好于植被供水指数法，与0～10cm的平均土壤湿度的对数相关最好。

关键词：土壤水分热惯量法能量指数法植被供水指数法

气象卫星遥感在农业干旱监测中的应用技术研究

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现代农业科技 2005年第6期 60-61页

作者：蒋跃林杨书运岳伟孙有丰安徽农业大学资源与环境学院 230036

通过极轨气象卫星遥感资料的分析研究,运用植被供水指数法,建立安徽省淮北地区不同等级干旱的遥感监测指标和方法。用建立的指标对2001年夏秋干旱进行监测,遥感方法对干旱监测结果与实际干旱发生状况较为一致,卫星遥感对干旱有较好的监... 详细信息

通过极轨气象卫星遥感资料的分析研究,运用植被供水指数法,建立安徽省淮北地区不同等级干旱的遥感监测指标和方法。用建立的指标对2001年夏秋干旱进行监测,遥感方法对干旱监测结果与实际干旱发生状况较为一致,卫星遥感对干旱有较好的监测效果。

关键词：气象卫星遥感农业干旱监测植被供水指数法安徽监测原理

基于MODIS的四川省干旱遥感监测不同方法的比较

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湖北农业科学 2015年第9期54卷 2097-2101页

作者：姚丹丹苗放陈军成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室成都610059 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 成都信息工程学院资源环境学院成都610225

针对四川省干旱的特点,以中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据为基础,选择温度植被干旱指数法(TVDI)、植被供水指数法(VSWI)、温差植被干旱指数法(DTVDI)三种算法进行比较。首先对数据进行预处理,获取指数信息和地表温度信息,然后利用获取的... 详细信息

针对四川省干旱的特点,以中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据为基础,选择温度植被干旱指数法(TVDI)、植被供水指数法(VSWI)、温差植被干旱指数法(DTVDI)三种算法进行比较。首先对数据进行预处理,获取指数信息和地表温度信息,然后利用获取的信息进行分析与计算,最后将这三种方法的干旱指标与实测土壤含水量进行线性相关分析,得到最适合四川省的干旱遥感监测算法。结果表明,TVDI的效果最好,DTVDI和VSWI次之。

关键词：干旱 MODIS 温度植被干旱指数法植被供水指数法温差植被干旱指数法

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能量指数法在黑龙江干旱监测中的适用性研究

能量指数法在黑龙江干旱监测中的适用性研究