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《新疆大学》 2009年
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基于TVDI指数的农业干旱遥感监测应用研究

徐霞  
【摘要】: 干旱是区域水分收支或供需不平衡形成的水分短缺现象。农业干旱是因土壤供水不足导致植被正常生长育受阻,是世界各地主要自然灾害之一。农业是我国的第一产业,农业干旱将对国民生产产生很大的影响。探索一些可行的方法监测旱情,对工农业生产和人民生活都有非常重要的意义。利用传统的气象数据统计监测旱情不具有及时行和精确性,遥感具有宏观、综合、动态和快速等特点,能及时、准确、全面地获得旱情信息,对促进农业生产、保障粮食安全和区域可持续发展具有重要的现实意义。植被指数(NDVI)和地表温度(LST)两个参数可以通过表征绿色植被对干旱胁迫生境的反应揭示土壤水分信息,反映植被受旱状况,但两者单独使用时均存在局限性。基于植被指数和地表温度的二维特征空间构建的TVDI指数综合了两个参数特有的生理生态意义,不仅可以指示植被受旱时的水热胁迫环境,同时揭示了植被在这种胁迫环境下表现出的症状,可有效提高干旱监测的精度和效率。新疆地处干旱、半干旱气候区,干旱、半干旱气候加剧了盐渍化的发展,阻碍了农业的发展。因此,农业干旱监测成为急待解决的重要研究课题之一。 本文首先以热红外遥感理论为基础,利用ETM影像结合气象数据获取地表温度反演关键参数:亮度温度、地表比辐射率、大气透射率、大气平均作用温度,并应用覃志豪的单窗算法反演研究区地表温度。然后,以植被指数-地表温度特征空间原理为指导,建立研究区LST-NDVI特征空间,拟合特征空间干湿边,建立TVDI指数,获取研究区旱情分布图,并分等定级,揭示研究区旱情分布。接着,利用最大似然法对研究区的影像进行分类,提取土地利用类型信息。在土地利用/土地覆盖的时空动态数据库和旱情监测的基础上,分析TVDI指数与地表温度和植被指数的关系,探讨TVDI指数与土地利用类型的相关性。 研究表明,于田地区的地表温度低值区主要集中在水体,高值区集中在戈壁和沙漠,以绿洲为中心从里到外逐步升高。旱情也是由绿洲中心向绿洲外围,旱情逐步严重,靠近水源的地方以及植被覆盖良好的地方旱情较轻,干旱和重旱都分布在戈壁和沙漠地带;2002年10月3日的旱情比1999年9月13日严重。分析TVDI指数与地表温度和植被指数的关系发现,旱情指数与地表温度的相关系数高达0.957,而旱情指数与植被指数的相关系数仅达-0.636,植被指数反映旱情的能力相当有限,依据LST来预测旱情存在可取性。通过分析不同土地利用类型旱情分布发现,耕地、林地分布与TVDI值较低的区域,对地表水分状况要求高,高草的TVDI值分布较广,中草和低草分布与干旱和重旱区域,对水分要求不高。对地物不同时间的TVDI分布分析可得,在2002年10月,所有土地利用类型的旱情都加重了。从土地利用类型对TVDI的影响来看,耕地和林地在湿润和极干旱区域水分散失较强,在干旱区域保水能力较强;高草在干旱和重旱有很强的保水性;中草和低草在重旱区域,具有强保持水能力,且低草保持水的能力比中草强。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP79

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【引证文献】
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