青海省东部农业区干旱遥感监测及预警研究

发布时间：2017-11-10 08:19

  本文关键词：青海省东部农业区干旱遥感监测及预警研究

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【摘要】：干旱变化存在着缓慢渐变的特征,造成的损失严重,干旱的监测预警是抗旱防旱的基础。青海省东部农业区水资源缺乏,干旱严重影响了该区农业的发展,加强研究区的干旱监测及预警研究,对研究区的干旱监测预警及抗旱防旱工作有积极的意义。本文综合考虑气象数据和MODIS遥感数据,构建干旱预警模型,对研究区进行干旱监测预警分析,并对模型进行适宜性评价。本文得出的主要结论如下:(1)利用研究区12个气象站点1960~2005年的降雨、蒸发数据计算综合气象干旱指数(CI)以及气象干旱综合监测指数(MCI)。通过对比分析MCI与CI指数干旱月数与干旱频率的监测结果、对干旱过程的描述能力、干旱时空分布特征、干旱季节性变化、干旱年际变化以及与实际干旱情况的一致性,结果表明,基于CI指数加以改进的MCI指数在研究区的干旱监测效果优于CI,在研究区的应用效果较好。(2)利用研究区2002~2004年7~9月份的MODIS植被指数和地表温度数据,分别构建Ts-NDVI和Ts-EVI模型,根据初步的拟合的特征空间图剔除异点像元重新选取植被指数范围后,NDVI选择0.2~1.0之间,EVI选取0.15~0.8之间。计算结果表明,TVDI和TEVI监测结果的空间分布类似,大体上的趋势为东南部干旱较为严重,中度以上旱情主要分布在湟水谷地、黄河谷地和大通沿线地区;从时间尺度上看,7月份干旱程度比较严重,在8月份有一定缓解,9月份略有增加。TVDI和TEVI与月平均ET0呈现正相关趋势,与月平均降水呈负相关趋势,和实际情况较为吻合,当降水量有增加趋势时,旱情缓解,干旱指数随之减小;当ET0增大时,旱情有加剧趋势,干旱指数随之增大;整体上TEVI与降水和ET0相关系数更高,监测旱情效果更加显著。提取研究区12个站点的TVDI和TEVI值,与同期SPI和M监测结果进行比较,TEVI监测结果与SPI和M的一致性整体上优于TVDI,但是存在部分站点结果比M的监测结果偏大的现象。与实际旱情对比后发现,TVDI和TEVI的监测结果比SPI和M更接近实际旱情,TVDI和TEVI与实际旱情一致率分别为40.0%、46.7%,TEVI要略优于TVDI,但是总体上干旱等级评定的准确率都不是太高,可能是由于利用遥感数据的TVDI和TEVI缺乏对气象因素的考虑。(3)选取MCI和TEVI构建干旱预警模型,利用2004年7月份至9月份数据进行气象站点和研究区干旱监测预警,结合MCI和TEVI干旱等级划分标准,确定干旱预警等级,依据干旱等级变化率制定干旱预警发布标准。结果表明,2004年7月到9月份研究区旱情逐渐减轻;8月份和9月份预警灯号以绿灯、蓝灯和黄灯三种,其中蓝灯比例最大,绿灯次之,黄灯占得比例最小,黄灯区域有湟水谷地、黄河谷地,也有很小部分黄灯零星分布于大通沿线区域,与温度值被干旱指数监测结果基本符合,也符合实际情况。预警指数DWI与月平均降水呈负相关关系,与月平均ET0则是正相关趋势,和实际吻合。对比研究区12个气象站点7~9月份的DWI值与M值,出现等级一致的站点概率分别为33.3%、25%、16.7%;DWI值比M大的概率分别为58.3%、75%、75%,DWI监测结果与相对湿润度指数相比稍重。7~9月DWI和M与实际干旱程度的一致概率分别为53.3%、40.0%,DWI与实际旱情不同的站点,干旱等级基本只高于实际旱情一个等级。利用DWI进行研究区的干旱监测预警基本符合实际的旱情分布,监测精度也比仅采用遥感数据的TEVI有一定提高,从46.7%提高到了53.3%。综上所述,利用DWI进行研究区月尺度的干旱监测预警基本是可行的。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S423;S127

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本文编号：1165811