基于MODIS數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)的邢臺(tái)地區(qū)夏玉米旱情監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、華北地區(qū)作為我國(guó)北方旱情嚴(yán)重區(qū)，干旱化趨勢(shì)愈來(lái)愈明顯，邢臺(tái)地區(qū)位于華北地區(qū)中部，干旱水資源短缺十分嚴(yán)重。干旱發(fā)生的頻率、影響范圍、持續(xù)時(shí)間以及危害程度在各類自然災(zāi)害中居首位。在夏玉米生育期內(nèi)，邢臺(tái)地區(qū)降水量較多，但由于降水的時(shí)間和空間分布不均，并不能滿足夏玉米各個(gè)生長(zhǎng)階段需誰(shuí)要求，導(dǎo)致夏玉米在其生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)旱情，因此依然需要灌溉來(lái)保障高產(chǎn)。對(duì)夏玉米生育期內(nèi)的旱情進(jìn)行監(jiān)測(cè)分為氣象監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)兩種，兩種不同方法對(duì)旱情監(jiān)測(cè)存在一定的差別，但

2、總體上看基本一致。氣象監(jiān)測(cè)是基于站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)農(nóng)作物的旱情反應(yīng)缺少全面性;遙感監(jiān)測(cè)是基于面上監(jiān)測(cè)，能從整體上反映作物旱情的變化情況。植被指數(shù)和地表溫度兩個(gè)參數(shù)可以通過植被對(duì)干旱脅迫環(huán)境的反應(yīng)揭示土壤的水分信息，由于兩者單獨(dú)使用時(shí)均存在局限性，因此需要將兩者結(jié)合起來(lái)，植被地表溫度指數(shù)不僅可以指示植被受旱時(shí)的水熱脅迫環(huán)境，同時(shí)揭示了植被在這種脅迫環(huán)境下表現(xiàn)出的癥狀，可有效提高干旱監(jiān)測(cè)的精度和效率。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)外干旱監(jiān)測(cè)進(jìn)

3、行了系統(tǒng)分析，尋求適合邢臺(tái)地區(qū)作物干旱監(jiān)測(cè)方法。如何應(yīng)對(duì)干旱已經(jīng)成為邢臺(tái)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題之一，為了有效綜合應(yīng)對(duì)干旱問題，本文從旱情的動(dòng)態(tài)變化過程、影響因子、應(yīng)對(duì)措施三個(gè)方面探討。內(nèi)容與過程如下:
　　(1)由MODIS遙感影像經(jīng)過處理、計(jì)算后得到地表溫度、植被指數(shù)數(shù)據(jù)，用ENVI軟件對(duì)地表溫度、植被指數(shù)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理，計(jì)算出TVDI值，對(duì)邢臺(tái)地區(qū)夏玉米旱情進(jìn)行遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);對(duì)降水量和夏玉米需水量進(jìn)行計(jì)算，得出各個(gè)

4、生育期不同年份降水滿足率，進(jìn)行氣象干旱監(jiān)測(cè)。
　　(2)模型的驗(yàn)證性評(píng)價(jià)包括兩個(gè)方面:一、利用SPSS軟件分別對(duì)TVDI與LST和NDVI之間的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，TVDI與LST呈正相關(guān)關(guān)系且相關(guān)性較強(qiáng)，而與NDVI呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性較弱，說(shuō)明地表溫度相比植被指數(shù)能更好的表示旱情發(fā)生的變化。二、TVDI與20cm表層土壤濕度的相關(guān)性分析。利用SPSS軟件對(duì)2005-2010年夏玉米播種拔節(jié)期的TVDI值與20cm土壤濕

5、度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，TVDI與20cm土壤濕度均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系且相關(guān)性較強(qiáng)，表明用TVDI指數(shù)對(duì)邢臺(tái)地區(qū)夏玉米旱情監(jiān)測(cè)有一定的合理性。
　　(3)同一生育期不同區(qū)域旱情變化:從旱情等級(jí)分布圖中可以看出，播種拔節(jié)期，2005-2009年西部丘陵區(qū)和東部平原區(qū)旱情以重旱為主，2010年?yáng)|部平原區(qū)旱情較輕;拔節(jié)抽穗期，2005年、2007年、2008年、2009年西部丘陵區(qū)北部旱情嚴(yán)重，2006年西部丘陵區(qū)南部和東側(cè)旱情嚴(yán)重，20

6、10年中部平原區(qū)旱情較重;抽穗灌漿期2005-2008年西部丘陵區(qū)旱情較為嚴(yán)重，其余地區(qū)多以輕旱和中旱為主，2009-2010年?yáng)|部平原區(qū)旱情較輕，以正常為主。灌漿成熟期，2005年、2010年西部丘陵區(qū)旱情嚴(yán)重，2006年、2009年大部分地區(qū)以重早為主，2007年、2008年西部丘陵區(qū)和東部平原區(qū)旱情嚴(yán)重。
　　(4)從氣象干旱監(jiān)測(cè)圖中可知，播種拔節(jié)期，2005年、2007年、2009年、2010年?yáng)|部平原區(qū)臨西、清河、南宮降

7、水滿足率高，其余各縣較低，2006年、2008年中部平原區(qū)巨鹿、平鄉(xiāng)等縣降水滿足率較高，其余各縣均較低。拔節(jié)抽穗期，2006年、2008年、2009年降水基本能滿足需水要求;2005年、2010年?yáng)|部平原區(qū)臨西、清河等地降水滿足率高，2006年、2007年、2008年、2009年西部丘陵區(qū)沙河、中東部平原區(qū)臨西、巨鹿、任縣等縣降水滿足率高，其余各縣較低。抽穗灌漿期，2005-2010年降水量均不能滿足夏玉米生育期需水要求;灌漿成熟期和抽

8、穗灌漿期，降水滿足率區(qū)域變化大體一致，但滿足率的高低有所不一，只有2009年降水量可以滿足夏玉米生育期需水量要求。
　　(5)邢臺(tái)地區(qū)農(nóng)業(yè)旱情影響因子主要包括氣候、下墊面和灌溉因子三大方面。其中氣候因子主要包括降水和氣溫，下墊面因子主要包括土壤和地形地貌。
　　(6)夏玉米產(chǎn)量高低與旱情分布等級(jí)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，旱情等級(jí)低的地區(qū)夏玉米產(chǎn)量高，旱情等級(jí)高的地區(qū)夏玉米產(chǎn)量低。對(duì)比旱情等級(jí)圖和夏玉米產(chǎn)量圖可以清晰的知道，內(nèi)丘、威縣、沙