基于EOS/MODIS卫星数据的甘蔗干旱遥感监测模型及其应用研究

【摘要】： 干旱是全球范围内影响最广的自然灾害，在全球气候变暖的大环境下，干旱化趋势在进一步发展，利用遥感技术监测区域干旱一直是遥感应用的主要内容之一。本文重点研究在混合喀斯特与非喀斯特地形地貌、多植被覆盖的南方地区，结合MODIS数据的植被指数和陆地表面温度的复合信息，并根据陆地表面温度与植被指数反映干旱信息的敏感程度，赋予陆地表面温度和植被指数不同的权重值，建立植被温度状态指数(DI)干旱遥感监测模型，并将该模型应用于广西秋旱监测和甘蔗旱情监测。 研究采用MODIS植被指数和陆地表面温度，建立植被状态指数(VCI)、温度状态指数(TCI)和植被温度状态指数(DI)模型，经试验分析后确定植被温度状态指数模型中VCI和TCI的权重分别取值0.4和0.6；使用2004年10～11月遥感数据对各模型应用于广西喀斯特区和非喀斯特区干旱监测的适用性进行了论证分析，结果表明：在混合喀斯特与非喀斯特地貌的南方地区进行干旱监测，植被温度状态指数(DI)的适用性最优，温度状态指数(TCI)次之，植被状态指数(VCI)的应用效果较差。 研究选用适性用最优的植被温度状态指数模型(DI)对2004～2006年秋季的广西区域旱情和广西甘蔗旱情进行了监测试验，提取了各类干旱等级面积，经与降水实况和干旱调查结果对比分析，证明遥感监测结果与实况基本相符，表明植被温度状态指数遥感监测模型能准确地反映广西秋旱和甘蔗旱情的时空变化特征，适用于地形地貌复杂、植被类型多样的南方地区的干旱监测。 此外，研究了在地形地貌复杂、多种作物并存的南方地区，利用地理信息数据和土地利用现状图，结合GPS测定的训练样本区，采用逐月MODIS数据的NDVI指数进行逐步剔除的方法，提取广西甘蔗信息，获取了广西甘蔗种植区域，并进行了甘蔗的干旱遥感监测试验，取得了理想结果。 主要创新点在于针对混合喀斯特与非喀斯特地形地貌、多植被覆盖的南方地区，综合利用了植被指数和陆地表面温度的复合信息，建立植被温度状态指数(DI)模型，通过试验分析，给出了模型中权重系数R_1、R_2的最佳取值组合；结合地面GPS定点数据，进一步研究了基于MODIS数据的甘蔗遥感信息的识别与提取技术，并利用该模型实现了广西秋旱和广西甘蔗旱情的动态遥感监测。