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基于风云气象卫星数据的内蒙古草地干旱监测

刘思雨  
【摘要】:干旱一直是对中国影响最主要的气象灾害之一,它对人类生存、生活的环境和经济、社会的发展,都有着严重的负面影响。内蒙古草原面积辽阔,草地干旱是内蒙古主要的自然灾害之一,因此开展内蒙古草地干旱灾害监测,建立有效的草原干旱监测模型,具有一定的理论意义和现实价值。本文基于风云三号气象卫星(FY-3)卫星的中分辨率光谱成像仪(Medium Resolution Spectral Imager,MERSI)数据和可见光红外辐射计(Visible and Infra-Red Radiometer,VIRR)数据,开展内蒙古地区草地干旱监测研究。主要研究工作如下:(1)内蒙古地区草地分布提取。经过对比三种分类方法的精度及适应性,选取随机森林分类方法提取内蒙古地区草地分布。首先筛选出图像质量好的MERSI数据,分别采用随机森林、最大似然法、决策树法进行分类,利用美国陆地卫星8号星(Landsat8)影像数据对结果进行精度验证;分别对三种分类方法作精度分析对比后,选取随机森林法对草地进行分类提取,做出本论文研究所需的草地分布图。(2)草地干旱监测指数研究。利用MERSI数据产品生成归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和地表温度(Land Surface Temperatrue,LST)旬产品后,分别对基于温度植被指数(Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI)、植被供水指数、热惯量指数模型进行反演以及计算,生成旬际的干旱指数产品结果图,并结合草地分布图,生成草地干旱图;并对比三种指数的反演结果精度。实验结果表明基于TVDI的草地干旱监测精度最高。(3)基于TVDI的草地干旱分级。结合内蒙古草原旱情情况,建立了适合内蒙古草原的干旱指数分级标准,生成干旱等级示意图;并结合气象资料对内蒙古草原的空间、旬月年际的变化进行分析。以上工作表明利用FY-3A/MERSI卫星资料监测内蒙古草原干旱具有可行性。


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