基于CWSI与TVDI的关中地区干旱监测对比与干旱时空特征研究

发布时间：2020-07-12 08:03

【摘要】：随着全球气候变化及区域生态环境变化,干旱已成为全球范围内发生频率较高的自然灾害之一。关中地区地处我国西部腹地,其特殊的气候、地形、土壤、经济等自然人文环境造成了该地区旱灾多发的不利局面,同时关中地区又是我国重要的商品粮主产区,干旱对该区域的粮食安全与经济稳定构成了巨大威胁。因此,针对关中地区进行干旱监测研究,发展适宜的干旱监测模型,及时准确地分析干旱时空特征对该地区农业生产与经济发展具有重要意义。干旱遥感监测技术具有观测范围广、获取信息量大、响应快速准确等优点,已逐步成为当前干旱监测的主要手段。本文在系统分析回顾国内外当前遥感干旱监测的研究现状与方法模型的基础上,结合遥感数据与气象观测资料对TVDI (Temperature Vegetation Drought Index)与CWSI (Crop WaterStress Index)两种干旱监测模型在关中地区的干旱监测效果进行了较为全面分析对比,并利用适宜模型对关中地区2000～2012年的干旱时空特征及影响因素进行了分析探讨,主要工作与结论如下：(1)地表观测数据与相关模型验证表明NASA最新发布的MOD16地表蒸散数据在关中地区有良好的数据精度,其中ET产品在“点”尺度与“面”尺度验证相对误差和相关性均值分别为10.38%和0.69,PET产品验证绝对误差和相对误差分别为20.14mm/月和20.39%,PET验证空间相关性与时间相关性分别为0.53与0.93, MOD16为CWSI模型的构建提供了新的实现思路。(2)关中地区2003年的旱情监测实验表明TVDI与CWSI均能较为准确的描述关中地区旱情的时空变化特征。TVDI与CWSI监测结果表明关中地区在空间分布上,渭河平原及部分渭北旱塬地区旱情较为严重,而秦岭及北山旱情较为轻微；在年内旱情变化上,关中地区旱情春旱伏旱较重,秋冬季旱情较轻,且表现出年内波动显著的旱情变化特征。(3)利用SPI与土壤湿度(RSM)作为评价指标,对CWSI与TVDI在时间与空间上的干旱监测效果进行了多角度对比分析,结果表明CWSI在描述关中地区土壤水分空间分布与年内变化方面均优于TVDI,在空间分布上,CWSI与SPI、RSM除20cm深度RSM相关性稍弱于TVDI以外,其它指标相关性均优于TVDI;而在年内时间变化上,CWSI与SPI、RSM各项指标相关性均高于TVDI。(4) CWSI的年际旱情监测结果表明,关中地区2000-2012a关中地区均有不同程度的干旱发生,其中2000-2002年、2008～2011年是旱情较为严重的年份,在区域空问分布上大致呈东北部较为严重,西南部较轻的特征。气温与降水通过影响植被蒸散量进而影响作物水分供需平衡,从而引起干旱的发生强度变化。(5)土地利用类型是地表土壤水分含量分布的重要影响因素,干旱发生风险从高到低的土地利用类型依次为裸地、农田、园地、草地、林地,不同地表覆盖类型的不同生理生态特性及气候条件决定了干旱在各种土地利用类型上的发生概率、程度不同。(6)关中地区年际干旱波动性与趋势线时空分析表明,关中地区年际旱情波动大致呈东西部波动剧烈,中部较为稳定的经向分布特征,其中宝鸡市北部、西部以及咸阳西南部年际旱情变化以改善为主,西安渭南的南部边界区域以及西安市建成区周边地区旱情变化则恶化显著。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.616
【图文】：

技术路线图,干旱监测,遥感,绪论

逦第１章绪论逡逑（４）利用较优的遥感干旱监测模型监测关中地区２０００？２０１２ａ间的干早情况，逡逑对关中地区干旱的时空特征，趋势预测进行分析探讨，并根据主地利用分类数据逡逑分析地表覆盖类型对干旱的影响。逡逑１．４．２研究技术路线逡逑基于ＭＯＤＩＳ遥感数据与地面气象站点观测资料，分别应用ＴＶＤＩ与ＣＷＳＩ对逡逑关中地区某一年份进行干旱监测，分析其时空特征，再通过气象站点实测数据及逡逑气象干旱指数等方法对ＴＶＤＩ与ＣＷＳＩ监测效果进行全面对比，确定适合关中地区逡逑旱情监测的较优遥感干旱监测模型，最后基于该模型对关中地区２０００￣２０１２ａ的干逡逑旱时空变化特征进行分析探讨，主要有レッ下内容：逡逑

分布图,分布图,陕西省,安康市

总面积５．５５万平方千米，约占全陕西省±地面积的１９％。关中地区行政范围包括逡逑西安、咸阳、宝鸡、铜川、渭南五市及杨凌示范区，共５４个县（市、区），具体逡逑位置及行政区域划分如图２－１。由于关中地区拥有王地肥沃、灌概发达、物产丰富逡逑等优厚的自然地理条件，己逐步发展成为陕西省工农业发达，人口最为密集地区，逡逑号称＇ｙｙｇ里秦川＂。逡逑＾逦、[纾萄哟颍义希苠逡迦鏱6南逦／西逡逑／逦．~彙鶑I．p盒氖小ǎ逡逑ka＼S胐粒茫疄担楸佟瘣娙猂*．料p海掊义希体戊肚晌鹘绣澹皱危畇E１逡逑灥一，？？ＩＳ倘＊商洛市５础逡逑如１１中市邋１安康市户Ｊ逦？逦呼千朱逡逑图２－１研究区地理位置与行政区划图逡逑Ｆｉｇ邋２－１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｔｕｄｙ邋ａｒｅａ邋ａｎｄ邋ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ邋ｚｏｎｉｎｇ邋ｍａｐ逡逑关中地区地形地貌组成复杂，整体呈南北高中部低、西高东低的地势特征，逡逑海拔高程分布范围为２０７ｍ￣３＾４ｍ之间，如图２－２地貌类型可划分为Ｈ种；渭河平逡逑９逡逑

分布图,灌区,河流,分布图

逡逑要支流分布图如图２－３．关中地区是我国东部季风同绅度带地表径流较少区域，且全逡逑年蒸发量大于降水量，属于水资源缺乏地区，该区域地表水资源约为７３．７０亿ｍ３，逡逑地下水资源总量为５３．４１亿ｍ３，人均水资源量仅有４４６ｍ３，城镇与工农业缺水量达逡逑２０亿ｍ３，随着该地区工农业的进一步发展，城市的逐步扩张Ｌ义及生态环境的恶化，逡逑关中地区水资源供需矛盾日益突出。为保证关中地区的工农业生产顺利进巧，该逡逑区从古至今逐步修建了众多水利灌概设施，并形成了宝鸡峡、冯家山、羊毛湾、逡逑石头河、淫惠渠、桃曲坡、交口、洛惠渠、石堡川等九大灌区如图２－３．逡逑Ｘ邋＾邋’窜城、．．．苗；；弓Ｉ逡逑‘邋Ｖ＂邋／邋斧人＾一口市巧逡逑图２－３关中地区河流与灌区分布图逡逑Ｆｉｇ邋２－３邋Ｔｈｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂ山ｉｏｎ邋ｏｆ邋ｒｉｖｅｒ邋ａｎｄ邋ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ邋ａｒｅａ邋ｉｎ邋Ｇｕａｎｚｈｏｎｇ邋ａｒｅａ逡逑２N２干旱巧害概况逡逑关中地区特殊的地形、气候特征决定了该地区是一个旱溃多发地带ｔ４３￣＂Ｗ，其逡逑中干旱更是成为关中地区发生频率最高的农业气象灾害。根据中国气象共享网提逡逑供的历史旱灾记录信息（图２－４），１９９１？２０１１的２０年间，关中地区每年均有一定逡逑面积的农田受干旱影响

【参考文献】