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基于MODIS的海河流域干旱遥感监测研究

张士昌  
【摘要】:在世界主要自然灾害中,干旱是发生频率最高、分布范围最广、造成经济损失最大的一种。它严重威胁人们的生存环境,尤其对工农业生产造成很大影响。对干旱的发生程度和动态变化的监测成为当今气象学、地理学、生态学等领域研究的重点。遥感干旱监测方法是近年来兴起的快捷、高效、实用的旱情监测手段,可以实时反映大范围的地表植被干旱状况,较传统的地面调查方法具有巨大的应用潜力和无可比拟的优势。随着卫星遥感技术的发展和传感器性能的改进,遥感技术可以实现高分辨率、多时相、宏观尺度的旱情监测。国内外学者建立并探讨了很多干旱遥感监测模型和方法。本文以海河流域为研究区域,利用多种遥感指数对2000—2009年的旱情进行监测,具体研究内容和结论如下: (1)本文比较了多种不同遥感干旱监测指数,了解模型的优缺点和适用的区域类型,最终采用条件植被指数VCI、条件温度指数TCI和植被供水指数VSWI对海河流域旱情进行监测。 (2)综合考虑遥感数据的空间分辨率、对地观测周期等因素,利用MODIS遥感资料作为主要数据源,经过几何校正、大气校正和云检测、重投影等预处理过程,利用红外和热红外波段提取标准植被指数,采用分裂窗算法反演地表温度。本文采用1B级数据,与合成产品数据相比,更能反映旬内地表参数的极值,有利于提高遥感反演的精度。 (3)在IDL编程平台下,进行植被指数和地表温度数据的去云处理,旬合成操作,根据公式计算多种旱情监测指数,并对指数作标准化处理,确定旱情等级,生成海河土壤湿度反演图。 (4)利用海河142个站点实测的地表10cm处土壤相对湿度,对三种遥感指数进行回归拟合,得到各旬不同的拟合参数和相关系数,得出遥感反演的土壤相对湿度图,分析各种指数的反演效果和监测精度。 (5)建立河北省旱情遥感监测系统,利用MODIS数据,以旬为时间单位,结合河北行政区划,对河北省、市、县三级区旱情分布和动态变化进行实时监测,统计受旱面积,确定干旱等级,为抗旱减灾提供技术支持和参考。


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