多途径的干旱监测方法研究

发布时间：2017-10-19 06:34

  本文关键词：多途径的干旱监测方法研究

  更多相关文章： 干旱指数 SPI NDVI-Ts 地表温度 反演

【摘要】：粮食供给安全是保障社会经济平稳发展的最基本的条件之一。根据历史统计资料,在诸多自然灾害中,由于旱导致的旱灾已成为对我国农业生产影响最严重的灾害之一。另一方面,近几十年来,人类活动和全球气候变化导致区域干旱发生频率增加,因此在气候变化的大背景下,对干旱的监测和变化发生规律进行研究对粮食安全的保障显得尤为重要。本研究在总结前人对干旱监测研究的基础上,对遥感干旱监测的部分参数进行了反演,介绍了几种常见的干旱监测指数,并对我国粮食主产区干旱变化规律进行了分析,主要的研究内容如下：(1)总结分析现阶段常用的气象和遥感干旱监测方法。对几种主要的气象和遥感干旱监测方法的优缺点进行对比分析表明：气象干旱监测精度较高,但遥感干旱监测方法能够更好的获取干旱的空间分布范围。6种干旱指数中,仅SPEI和SPI指数在不同区域的干旱监测结果具有可比性,遥感干旱监测方法使用NDVI数据作为基础数据,反映的是植被长势情况,与气象干旱监测结果存在较长的时间延迟。(2)介绍了新一代对地观测卫星Suomi NPP携带的VIIRS传感器,并对遥感干旱监测和全球气候变化监测中较为重要的云和地表温度参数进行了反演。提出了一种联合Aqua卫星获取大气水汽的方法来弥补VIIRS进行地表温度反演时水汽通道缺失的缺陷。对地表温度反演的精度进行模拟验证表明,本研究提出的反演方法精度不低于1 K。对中国区域的云掩码反演算法进行目视解译表明云监测的精度不低于85%,满足其它遥感产品对掩码精度的要求。(3)对6种干旱监测指数在我国干旱监测的适宜性进行了相应研究。通过对三个站点的适宜性分析表明,Palmer指数中的PDSI(未校正)对干旱监测的适宜性最差,干湿转换异常,不同站点监测获取的指数值不具有可比性,SPEI与SPI监测结果类似,在反应干旱等级上SPI要优于SPEI指数。3种遥感干旱监测指数与气象干旱监测结果存在一定的时间延迟,监测结果在不同区域不具有可比较性,总体上NDVI-Ts指数比SVI和VCI指数具有更好的监测精度。基于TRMM数据的SPI指数与SPI指数相似,对我国的干旱监测具有较好的适宜性,且以7天为时间尺度能够较为精确地监测干旱的发生和变化。(4)最后通过长时间序列的降水数据分析了我国近60年来粮食主产区的干旱变化规律。在各主产区的重旱发生时间分布上,21世纪初以西南和四川主产区受旱最为严重,长江中下游和华南主产区在60～70年代重旱发生最为严重,东北和黄淮海主产区在2005年左右重旱发生程度最为严重。在各粮食主产区干旱发生趋势上,位于南方的主产区在近年来干旱发生趋势增强,其中西南和四川主产区干旱存在下降的趋势,而长江中下游和华南主产区干旱呈现增强趋势；位于北方的主产区则进入一个由干旱转入相对湿润的时期。使用TMI降水数据计算的近15年干旱空间分布状态表明：中国干旱的发生从北往南或者从南往北变化一次的时间周期约为15～20年,在空间上,北旱南涝,南涝北旱的规律较为明显。
【关键词】：干旱指数 SPI NDVI-Ts 地表温度 反演
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S423;S127
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 英文缩略表13-14
• 第一章 引言14-19
• 1.1 干旱以及研究意义14
• 1.2 使用传统观测数据的干旱研究进展14-16
• 1.3 使用卫星观测数据的干旱研究进展16-17
• 1.4 本论文研究内容17-19
• 第二章 几种气象和遥感干旱监测方法19-25
• 2.1 气象干旱监测方法19-21
• 2.1.1 Palmer指数19
• 2.1.2 SPI指数19-21
• 2.1.3 SPEI指数21
• 2.2 遥感干旱监测方法21-23
• 2.2.1 条件植被指数(VCI)21-22
• 2.2.2 标准植被指数(SVI)22
• 2.2.3 温度植被指数(NDVI-Ts)22-23
• 2.3 气象和遥感干旱监测方法比较23-25
• 第三章 干旱监测参数反演25-36
• 3.1 VIIRS传感器介绍25-26
• 3.2 云参数反演26-30
• 3.2.1 云参数反演原理27-29
• 3.2.2 云参数反演实例29-30
• 3.3 地表温度参数反演30-34
• 3.3.1 VIIRS数据地表温度反演算法32-33
• 3.3.2 地表温度反演精度验证33-34
• 3.4 小结34-36
• 第四章 几种干旱指数在我国干旱监测中适宜性评价36-45
• 4.1 气象干旱监测方法适宜性评价36-39
• 4.1.1 数据源介绍36
• 4.1.2 适宜性分析36-39
• 4.2 遥感干旱监测方法适宜性评价39-44
• 4.2.1 区域介绍和数据源39-40
• 4.2.2 VCI、SVI和NDVI-Ts适宜性分析40-42
• 4.2.3 基于TRMM数据的SPI指数适宜性分析42-44
• 4.3 小结44-45
• 第五章 近60年我国粮食主产区干旱变化趋势分析45-53
• 5.1 数据源和研究区域45-46
• 5.1.1 数据源和预处理45
• 5.1.2 研究区概况45-46
• 5.2 整体概况46-48
• 5.3 区域不同等级干旱发生频次48-51
• 5.4 基于TRMM降水数据的SPI空间分析51-52
• 5.5 小结52-53
• 第六章 结论53-54
• 参考文献54-61
• 附录61-65
• 致谢65-66
• 作者简历66-67

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本文编号：1059595