基于EOS-MODIS的重庆市干旱遥感监测技术研究

基于EOS-MODIS的重庆市干旱遥感监测技术研究

论文摘要

干旱是我国发生频率最高的气象灾害之一,其持续时间长、波及范围大,往往对国民经济特别是对农业生产产生较为严重的影响。重庆市位于中国西南部,由于地形地貌条件复杂,土壤蓄水保水能力较差,降水的空间和时间分布不均匀等原因,常有区域性、阶段性的干旱发生,经常给农业生产和人们生活带来巨大的损失。因此,利用3S技术,大面积、及时、准确的监测干旱信息,评估干旱程度,并采取积极有效的抗旱措施,最大限度地降低干旱造成的损失具有重要的现实意义。本文搜集了国内外有关遥感干旱监测的各种资料,总结了遥感干旱监测的各种模型及其适用范围,并以重庆市为研究区域,研究我国西南山地、丘陵地形,喀斯特与非喀斯特地貌混合区的遥感干旱监测模型及其应用。利用30年的气象站点数据,考虑高程、降水等因素的影响,研究基于站点的重庆市干旱时空分布特征;采用MODIS影像,对比分析植被指数时间序列、植被供水指数、温度植被干旱指数等三种遥感干旱监测模型的反演效果,并结合研究区土壤水分、气象资料分析,最终确定适合重庆市干旱监测的遥感模型;并以2006年重庆市特大旱灾为例,实证研究,探讨干旱的时空演变规律,研究不同地貌区以及不同土地利用类型区的干旱变化规律。具体包括以下几个方面:(1)利用重庆市及其周边省份52个气象站点30年的气象数据,采用高程、降水、经纬度等因子进行回归分析,建立各季节干旱频率的空间扩展模型,获取精细化干旱空间分布数据,分析重庆市春旱、夏旱、伏旱、秋旱和冬旱的发生规律。结果表明,重庆市各区域之间干旱的发生情况存在着较明显的差异,且干旱主要发生在7-8月的伏旱季节。(2)利用2000-2009年重庆市7-9月MODIS16天合成的植被指数,采用植被指数时间序列进行干旱遥感监测的研究和分析。结果表明,增强型植被指数(EVI)的效果好于归一化植被指数(NDVI),植被指数时间序列法在时间域上有较强的敏感性,但是空间域上的敏感性较弱。(3)采取遥感反演与实际干旱监测资料相结合的方法,利用2006年6-9月的8天合成和当日MODIS产品数据构建植被供水指数(VSWI),利用土壤墒情数据验证遥感反演的结果。研究表明,单日MODIS产品数据的相关性强于8天合成数据,VSWI与土壤墒情数据的相关性与高程有一定的相关关系。(4)采用与VSWI相同的数据构建温度植被干旱指数模型(TVDI)。结果表明,用单日数据构建的TVDI,其相关性大于VSWI;但是用合成数据构建的TVDI,反演旱情的能力较弱;用TVDI反映旱情时,与陆地表面温度相比,植被指数反映旱情的能力相当有限。(5)利用土壤墒情数据及其随时间变化的规律,验证遥感反演的结果。研究表明,VSWI是研究区夏伏期最适应的干旱监测模型。2006年夏季重庆市的干旱呈现出干旱露头-干旱发生-干旱加剧-重大干旱-干旱缓解五个阶段。在空间分布上,除了东南部的小部分区域外,其他区域旱情都十分严重。(6)结合2006年重庆市土地利用遥感解译数据,分析不同地类间干旱的变化规律,结果表明,土壤湿度与土地利用方式之间存在一定的相关性。按照地形起伏高度和海拔高度划分地貌类型,分析不同地貌类型区干旱的变化规律,结果表明,随着高程和起伏度的增加,干旱情况有减弱的趋势。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 选题背景和意义
  • 1.2 研究综述
  • 1.3 研究思路及方法
  • 第2章 研究区概况与数据处理
  • 2.1 研究区概况
  • 2.2 遥感数据来源和选取
  • 2.3 MODIS数据预处理
  • 2.4 气象数据的选取与处理
  • 2.5 其他数据的选取与处理
  • 第3章 基于气象站点数据的重庆干旱时空分布及发生规律
  • 3.1 干旱概述
  • 3.2 重庆市干旱分类与指标
  • 3.3 基于站点数据的重庆市干旱时空分布特征
  • 3.4 2006年基于土壤水分数据的干旱分布研究
  • 3.5 遥感模型的选取
  • 第4章 基于植被指数时间序列的干旱研究
  • 4.1 模型
  • 4.2 数据处理
  • 4.3 结果分析
  • 第5章 基于植被供水指数法的干旱研究
  • 5.1 植被供水指数法原理
  • 5.2 数据获取
  • 5.3 数据处理
  • 5.4 结果分析
  • 第6章 基于温度植被干旱指数法的干旱研究
  • 6.1 TVDI法反演土壤湿度的原理
  • 6.2 数据选择
  • 6.3 温度植被特征空间参数确定
  • 6.4 结果分析
  • 第7章 重庆市干旱的时空分布规律分析
  • 7.1 干旱遥感监测模型的建立
  • 7.2 基于MODIS的2006年重庆市干旱时空分布规律
  • 7.3 不同土地利用类型的干旱评价
  • 7.4 不同地貌条件的干旱评价
  • 第8章 结论与讨论
  • 8.1 结论
  • 8.2 本研究的创新之处
  • 8.3 本研究的不足与研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间发表的论文及参加的课题
  • 发表的论文
  • 在学期间参加的课题
  • 相关论文文献

    • [1].EOS-MODIS数据农业应用进展及前景[J]. 山东农业科学 2009(01)
    • [2].基于EOS-MODIS的塔里木河下游应急输水以来的植被响应研究[J]. 干旱区资源与环境 2008(09)
    • [3].基于EOS-MODIS的广西全境石漠化信息提取方法研究[J]. 化工矿产地质 2008(04)
    • [4].EOS-MODIS数据在草地资源监测中的应用进展综述[J]. 草业科学 2008(04)
    • [5].EOS-MODIS在环境科学中的应用与研究进展[J]. 环境科学导刊 2008(02)
    • [6].EOS-MODIS数据监测暴雨洪涝灾害的技术方法[J]. 暴雨灾害 2008(01)

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