農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)測指標的適應性與不確定性分析.pdf

1、干旱是最為突出的極端自然現(xiàn)象，其造成的影響與損失在所有的自然災害中比重最大。長期以來對干旱監(jiān)測與預測，國內(nèi)外已開展多專題多手段的理論與技術研究，已建立多個業(yè)務應用系統(tǒng)對區(qū)域或全球尺度旱情進行監(jiān)測。國內(nèi)外研究與應用表明，利用遙感技術可以在很高的時間分辨率與空間分辨率獲取地表光譜信息進行旱情監(jiān)測。但是現(xiàn)有的眾多旱情遙感監(jiān)測并沒有對旱情遙感指標在時空上的適應性與不確定性進行分析，因此旱情監(jiān)測精度較低。本文通過對旱情遙感監(jiān)測指標在全國的適應性與

2、不確定性分析，建立農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)測指標集，以滿足全國農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測需要。 本文先在樣點尺度與區(qū)域尺度分別對山西太谷與山東濟寧實驗區(qū)進行農(nóng)業(yè)旱情遙感指數(shù)適應性與不確定性進行分析，再在省級尺度(山西省)上進行遙感指數(shù)的適應性與不確定性分析；最后在以上分析基礎上，使用相同的方法，利用2001-2004年的NOAAAVHRR旱情指數(shù)與全國土壤相對濕度數(shù)據(jù)，對全國農(nóng)業(yè)旱情遙感指數(shù)進行適應性與不確定性分析，同時建立適合于全國尺度的農(nóng)業(yè)旱情遙感

3、監(jiān)測指標集，并利用以上指標集，對2005年農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測結果與氣象綜合指數(shù)——NCC旱情監(jiān)測結果進行比較。本文的主要成果及創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1)綜合考慮作物葉面狀態(tài)與冠層溫度對農(nóng)業(yè)干旱的反映，通過對農(nóng)業(yè)旱情遙感指數(shù)在時空上的適應性分布特點，提出作物健康指數(shù)cVHI概念，并在農(nóng)業(yè)旱情區(qū)劃基本單元框架下構建適合于中國農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測的遙感指標集； 2)利用1991-2005年NDVI、TS以及2001-2005年全國

4、土壤濕度數(shù)據(jù)，已構建適應于中國農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測的植被狀態(tài)條件指數(shù)(VCI)、溫度狀態(tài)條件指數(shù)(TCI)、植被健康指數(shù)(VHI)組成的旱情遙感監(jiān)測指標集； 3)在樣點(山西太谷)、樣區(qū)(山東濟寧)、大區(qū)域(山西省)三個尺度上分別進行農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)測指數(shù)適應性與不確定性分析，并以此為基礎提出適應于全國尺度的旱情遙感指數(shù)適應性分析方法與框架； 4)綜合考慮作物受地貌、氣候、土壤以及作物種植方式等因素的影響，制作適合于農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)

5、測指數(shù)適應性分析與農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)測的農(nóng)業(yè)旱情區(qū)劃基本單元圖； 5)利用2001-2004年全國土壤相對濕度數(shù)據(jù)與遙感指數(shù)數(shù)據(jù)，在農(nóng)業(yè)旱情區(qū)劃基本單元基礎上，對農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)測指數(shù)進行適應性分析，結果表明：在頭年11月到來年2月，TCI指數(shù)對農(nóng)業(yè)旱情反映敏感，適合于全國農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測；3月份TCI在北方地區(qū)對農(nóng)業(yè)旱情反映敏感，華南地區(qū)VCI與VHI對農(nóng)業(yè)旱情反映敏感；4月份TCI在北方地區(qū)對農(nóng)業(yè)旱情反映敏感，VHI在華北部分地區(qū)、西

6、南部分地區(qū)以及在華中和華南地區(qū)對農(nóng)業(yè)旱情反映敏感；在5-10月各個指數(shù)適應性在時空分布上變化較大，總體上VHI對全國農(nóng)業(yè)旱情的反映較TCI和VCI敏感； 6)利用本文農(nóng)業(yè)旱情遙感監(jiān)測指標集，對2005年全國農(nóng)業(yè)旱情進行監(jiān)測與分析，結果表明利用本文建立的遙感監(jiān)測指標集對農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測精度較高，較好地反映了農(nóng)業(yè)旱情的時空分布；并與氣象指數(shù)NCC監(jiān)測結果對比，結果表明利用作物健康指數(shù)不光反映農(nóng)業(yè)旱情的宏觀態(tài)勢，也在微觀尺度上反映農(nóng)業(yè)旱情