干旱问题分析与评价研究进展liji(2)

2019-08-31 19:19

当植被受水分胁迫时,反映植被生长状况的遥感植被指数会发生明显变化,可通过这种变化来间接监测土壤水分状况。如]用“距平植被指数”来判断旱灾程度对全国的旱情进行监测。起初多以单一植被指数作为监测指标,但它对旱情的反映具有滞后性。由蒸发引起的土壤、冠层温度的升高现象对水分胁迫的反映更具时效性。所以就有研究将植被指数和各种温度综合起来构造干旱监测指标。其中最常用的是归一化植被指数NDVI、地表温度或冠层温度的组合。 2.3.1植被指数NDVI与地表温度的组合

为了通过植被指数与地表温度组合的方法获得土壤水分的含量,国外学者建立了各种土壤含水量W与地表温度Ts的线性模型。在国内,考虑季节因素,并引入植土比例系数C,将地表温度表示为裸地温度和植被覆盖下地表温度的线性组合,使模型推广到各种地表覆盖条件,模型只需无云条件下的白天气象卫星资料,操作简单、易于推广,具有大范围监测土壤含水量的实用性。用NDVI和陆地表面温度(LST)构建NDVI—TS特征空间,得到温度植被旱情指数(TVDI)模型,计算不同时间不同气候区各像元的TVDI,完成了中国2000年3月和5月各旬旱情监测。另外,杨胜天等[25]也做了相关研究,构造条件植被温度指数(VTCI)。 上述基于NDVI和地表温度构造的干旱监测指标都要反演地表真实温度,这向来是定量遥感的难点,目前此研究无论是理论上还是模型建立、精度保证上离实用均有较大差距。

2.3.2 NDVI与植被冠层温度的组合

水分充足时植被指数和冠层温度都保持在一定范围内,相反,若出现旱情植被指数会降低,冠层温度也会因作物气孔被迫关闭而升高。可以利用这种响应关系定义旱情监测指标。如:植被供水指数 VSWI=TS/NDVI

其中,Ts是作物冠层温度。等用此指标,建立遥感模型确定贵州省的干旱面积,建立了VSWI和地面干旱指数之间的回归方程。金一锷等[27]建立了不同条件下温差与土壤水分的检查表,并综合静止气象卫星GMS的高时间分辨率和极轨卫星的高空间分辨率的优点,构建干旱分级指数DCI.陈添宇等 [28]发现冠层温度随植被指数变化的直线斜率是反映土壤湿度的理想指标,以此对西北干旱半干旱区进行了监测。

以上模型,需要植被冠层温度,而热红外遥感图像的空间分辨率较低,普遍存在混合像元问题,当部分植被覆盖情况下就涉及到从混合像元中分解出冠层温度的技术问题。

2.3.3 NDVI与亮温的统计模型

NOAA/AVHRR通道4可以测量反映被测物体温度高低的表面放射辐射。因此可以通过NDVI、亮温与土壤水分的关系的统计分析来建立三者间的数理关系,从而利用遥感反演的亮温和NDVI计算出土壤水分含量。郭铌等[29]建立了土壤相对湿度W和NDVI、亮温T4的回归模型。陈怀亮等[30]考虑到地表性质差异的影响引入通道2数据,结果准确率提高1.7%左右。

以上模型直接利用亮温,避免了反演地表真实温度或冠层温度造成的误差。但是物体温度由其热特性和几何结构共同决定,同时还受微气象条件、生态环境等的影响,直接用亮度温度代替物体温度缺乏科学性,只能用于一些简易的计算。基于植被指数和温度的干旱监测方法,是根据植被覆盖状况的变化来进行的,不适于裸土情况。

2.4 基于土壤水分光谱特征的方法

在各波长点土壤水分—反射率曲线图中可以看出,土壤水分含量约大于5%时,随土壤水分含量的增加土壤反射率呈指数下降趋势。刘培君等[31]引入 “光学植被盖度”,把混合象元的光谱信息纯化为裸土的光谱信息,并进行了TM资料与NOAA/AVHRR资料之间的转换得到NOAA/AVHRR土壤水分回归模型,以实现大面积干旱监测。塔西甫拉提?特依拜等[32]使用Landsat7ETM+资料,推算土壤水分,并提出评价地下水位分布的遥感模型———GLDRS模型。

但是,土壤水分-反射率的正相关关系受土壤水分含量的限制,一般在土壤水分含量不超过25%的时候较明显,超过25%以后反射率将出现反弹,模型将不再适用。而且根据不同的土壤质地需要对模型中的参数a,b进行调整,需要丰富的先验知识和资料。 2.5其他

太阳辐射能量是植物-土壤-大气系统一切活动的能量源泉,系统吸收的太阳辐射能量决定了其热通量的分配。王晓云等[33]定义能量温度比指标K,按不同时间(3-5月,9-11月),不同土层深度(10、30、50cm)分别建立与土壤

水分W的回归模型(线性、幂函数),在北京地区进行效果检验,发现各模型中秋季模型效果较好,幂函数形式较好和对表层土壤水分的拟合较好。 3小结与结论

我国利用可见光和红外遥感资料监测干旱取得了可喜的成就,在空间尺度上,监测范围从具体的某个省、市自治区,到绿洲-荒漠交错带、黄淮海平原等特定地理区域,甚至大到全国范围的监测;时间尺度上,有对作物某一生长时期的研究,也有对整个生长季全过程的动态监测;监测手段上,从某一单一遥感器的利用到综合各种遥感器的优势,如TM和NOAA/AVHRR组合、GMS和NOAA/AVHRR组合等,以及GIS、RS、GPS的“3S”技术的有机结合,从而大大提高了监测精度;同时,利用的波段也日趋多样化和综合化,有可见光、红外、热红外甚至微波;监测方法上,既有对原有方法的简化和完善,也有对新方法的探索,建立了不少象SSTDM-S、SSTDM-L1、能量温度比等确实可行的新模型和新指标。

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Drought analysis and evaluation of progress

Abstract: First set out the concept of drought, the formation of reason, harm, and preventive measures, and then elaborated drought monitoring using remote sensing techniques introduced China's drought monitoring using remote sensing technology and its progress the main method and summarized the Drought Monitoring in the field of remote sensing technology has played an important role in its practical application problems.

Key words: Drought Soil moisture Remote Sensing Visible NeXXX XXX学院毕业论文(设计)

文 献 综 述

(文献综述题目)(小二号宋体)

学生姓名 XXXX

学 号 1234567890

专 业 XXXXXXX

班 级 XX042

指导教师 XXX

(以上全部用小二号宋体) 附件:

毕业论文题目文献综述(黑体二号字居中)

作者署名(宋体四号字,居中)


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