应用长时序NDVI评价雨养农业区冬小麦全生育期受旱状况

为了能够利用卫星遥感数据对不同年份冬小麦受旱状况进行客观定量的评价,以甘肃陇东雨养农业区为研究区域,应用1981-2006年NASA GIMMS NDVI数据以及同期的降水、土壤水分和冬小麦产量数据,通过研究25个冬小麦生长季NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)特征以及与降水、土壤水分和生育期的相互联系,提出了能对冬小麦全生育期受旱状况进行客观定量评价的冬小麦受旱指数WWDI(Winter wheat drought index),并根据气象数据、冬小麦产量和历史年鉴资料对WWDI监测的冬小麦受旱状况的准确性进行检验。结果表明:WWDI能够很好地监测冬小麦的全生育期的受旱状况,应用WWDI确定的1981-2006年间冬小麦受旱最严重的几个年份分别是1995,2000和1992年,这几年冬小麦的受旱程度与其气象条件和农业生产状况非常一致; WWDI与冬小麦产量存在极显著的相关关系(p0. 001),可以作为定量评估冬小麦整个生育期受旱状况的指标。     

利用“3S”技术进行北京地区土壤水分监测应用技术研究

该文主要对适合于北京地区的土壤水分卫星遥感监测方法，利用GIS及GPS工具，提高对土壤水分卫星遥感监测结果的分析能力进行了探讨。在分析研究北京地区土壤水分卫星遥感监测模式及适宜使用的下垫面状况和时段的基础上，提出了一批具有一定物理意义和应用价值的遥感模式。利用GIS和GPS技术实现包括遥感信息在内的多种数据的复合，以影像的方式，将地表地理状况与土壤水分卫星遥感监测结果结合起来，实现了RS、GIS及GPS的融合，提高了土壤水分卫星遥感监测的精度。     

用遥感资料估算深层土壤水分的方法和模型

该文以热惯量法为基础,在EPPL7地理信息系统（GIS）的支持下,考虑土壤质地的影响,探讨了利用NOAA/AVHRR遥感资料估算深层土壤水分的方法和模型。结果表明:表层土壤水分与深层土壤水分之间有较好的非线性关系,可以用遥感得到的表层土壤水分去估算深层土壤水分,且效果优于直接分层建立统计模型。     

GPM IMERG和ERA5降水数据精度在云南复杂地形区域的评估检验

为评估和对比GPM IMERG、ERA5降水数据在云南的适用性,利用2014年4月至2018年6月的地面气象观测数据、GPM IMERG卫星遥感降水产品和ERA5再分析降水数据,采用定量和分类评分7项指标评估GPM IMERG和ERA5日降水产品在云南的适用性。结果表明:2种数据存在小雨日雨量高估,中雨及以上量级雨日雨量低估的问题,ERA5数据更为突出,小雨日居多导致降水整体高估;GPM IMERG数据空、漏报并存,ERA5则高空报、低漏报严重;小雨日较多(较少)的区域2种数据易出现高漏报(空报);不同雨强区间GPM IMERG秋季降水数据精度最高,冬季存在低雨强低估,高雨强高估的不同表现;20mm/d以下中低雨强段上2种降水数据与地面站点数据误差较小,雨强变大,误差增大,雨强大于20mm/d时,2种数据随雨强增大与站点偏差差异更为显著;随坡度和起伏度增大2种降水数据精度呈变差趋势;多项指标评估表明GPM IMERG降水数据在云南具有更高精度。研究结果为应用和开展农业、水利、水文、气象等相关学科研究提供参考依据。     

高寒山区面降水量获取方法及影响因素研究进展

主要总结了高寒山区面降水数据的获取方法、影响因素及时空分布的研究进展,并指出了面降水量数据获取可能的解决途径。通常地面观测及空间插值、大气数值模式估算、遥感反演是面降水数据的主要获取方法,但应用于高寒山区都有一定局限性:地面观测点稀缺限制了各种空间插值方法的精度;大气数值模式,不能有效地模拟高寒山区复杂地形下的局地降水空间分布;地基遥感(多普勒雷达)受地形遮挡和自身条件的限制,空基遥感数据的精度受限于卫星搭载降水雷达的性能、卫星过境频率及空间分辨率等因素;对降水分布的估算存在很大误差。水汽源、坡向、海拔与下垫面地形是影响高山区降水量及其时空分布的主要因素。为此,在黑河上游祁连高山区,已进行的小范围加密观测、基于遥感空间格网的矩阵观测及大范围撒网式观测,仍是了解高寒山区降水量时空分布规律的基础;有待提高精度和时空分辨率的卫星数据,以及有效的地面-卫星遥感数据同化方法的研究,也将成为获取高寒山区精确的面降水量的有效途径;大气数值模式的降尺度研究也是一种途径,有待进一步研究。     

自然降雨过程对典型草原土壤水分的影响研究——以锡林浩特为例

利用内蒙古锡林浩特气象站2013—2015年生长季自动土壤水分逐时观测数据及逐日降水量数据,分析北方典型草原降雨过程前后各层土壤水分的变化特征。结果表明,随着雨量的增加,各层土壤水分变化规律不同。0—10 cm、10—20 cm土层土壤水分增量与降雨量之间存在二项式回归关系,要使这两层土壤水分稳定增加,至少分别需要约10.0 mm、17.0 mm的降雨量;25.5 mm的降雨过程才能引起20—30 cm土层土壤水分的稳定增加;29.0 mm以上的降雨过程能使30—40 cm土层的土壤水分稳定增加;极端降水过程(70.2 mm)能引起40 cm以下土层土壤水分的稳定增加。对5.0 mm以上降水过程的统计分析表明,随着土层的加深,各层平均土壤水分增量呈减少趋势,60 cm以下土层土壤水分受天然降水的影响较小。     

气候变化对苏尼特草原NDVI的影响

利用苏尼特草原地区1982—2006年NOAA AVHRR的NDVI数字遥感影像,以及1998-2007年逐旬的SPOT VAG-NDVI数据集,结合研究区域内苏尼特左旗、苏尼特右旗、朱日和、二连浩特4个气象站点的同期降水、气温数据,对植被盖度与不同组合方式的降水及气温数据进行了相关分析,探讨了植被盖度与气象因子的关系。结果表明：苏尼特草原生长季平均盖度、逐月盖度与降水呈正相关关系,与气温呈负相关关系,其中降水对盖度的影响存在着时滞及累积效应。     

土壤水分遥感监测研究精度分析

用遥感监测土壤水分数据和实测数据或相近年代相同物候期实测数据相对比，0～10cm深土壤水分遥感监测的精度一般都超过80％，有的超过90％，遥感监测土壤水分等级图与土壤水分垂直分布规律相吻合，土壤水分遥感监测模型与服务系统具有较好的实用性。     

降水,土壤水分与天然草场产草量之关系

通过降水与土壤水分、土壤水分与天然草场产草量之间建立的统计关系,说明土壤水分供应是影响牧草产量的重要因素,并依据土壤水分与牧草产草量的关系划分出土壤水分供给的正常、干旱等指标。     

青海海北地区基于自然降水的土壤墒情反演分析

海北地区是干旱易发区,土壤墒情的监测预测对于指导抗旱具有重要意义。利用自然降水数据,结合土壤物理参数,建立了海北地区土壤反演模型。分析表明:表层土壤水分随降水量变化显著,深层土壤变化一般,但在发生干旱时土壤水分与降水匹配较好;浅层土壤体积含水率与旬降水量之间相关性在0.70以上,且均通过了显著性检验;自动站土壤体积含水率数据基本能够代表土壤墒情状况,与人工观测数据具有较好的线性关系;土壤墒情反演值与实测值相关性在0.79以上。     

基于卫星数据提取南宁城市扩张信息及驱动力研究分析

利用Landsat-TM陆地卫星数据进行南宁城市扩展及其土地利用动态变化的研究(1990年9月16日TM图像和2000年12月24日ETM 图像).通过统计及相关分析选取合适波段;取南宁市2时相TM和ETM 的NDVI差值,采用TM和ETM 遥感图像对研究区进行土地分类,研究南宁市土地利用变化状况,分析各类土地利用面积动态变化矩阵.结果表明:10a间南宁城镇范围向其周围呈辐射状迅速扩大,且向各方向扩展的程度基本接近;最大的地物转换类型是旱地转化为城市交通用地,为27.62%,其次为城镇用地及交通用地的转换;并讨论了城市化与降水之间的可能关系城市扩展,道路面积增加可能导致城市降水减少.分析了城市扩展的驱动力,包括了人口增长,经济迅速发展,发展旅游以及交通建设等都是主要因素.     

广东省县域单元热带气旋灾害损失评估方法研究

利用2004—2014年广东省的热带气旋(Tropical Cyclone, TC)降水和大风资料以及TC造成的直接经济损失数据,通过TC经济灾损率的定义,研究了TC直接经济损失与TC降水和大风的关系,并建立评估模型。广东省沿海地区是TC降水和大风影响频繁地区,TC经济灾损率和受灾频次在广东西南部和东部沿海地区较大。TC经济灾损率与TC降水和大风之间存在较好的指数关系。由此得到不同等级经济灾损率对应的气象因素致灾阈值。利用此气象因素致灾阈值可以对县域单元的TC直接经济损失进行评估。对2004—2014年广东省TC造成的直接经济损失的模拟结果表明,该方法能较好地评估广东的县域单元TC经济损失。      

基于光学遥感和微波遥感的土壤水分反演模型研究

选用2020年5月17日Sentinel-1和Landsat 8影像数据,结合田间人工测墒数据,以辽宁省朝阳市为例,分别利用植被温度指数法和光学协同微波遥感反演算法反演土壤水分,构建高精度土壤水分预报模型。结果表明：基于光学遥感的植被温度指数(TVDI)不能较好反演农田土壤水分;微波反射能够较好反馈土壤水分的空间变化,Sentinel-1雷达数据VV极化对土壤水分的拟合精度(R²=0.71)优于VH极化(R²=0.27);基于全球植被水分指数(GVMI)改进的水云模型效果最优(R²=0.80)。利用微波和光学遥感协同反演,能够反演得到高空间分辨率、高精度的农田土壤水分数据,有助于农业干旱的监测。     

贵州省MODIS遥感历史数据整编

随着卫星遥感资料时间序列的延长和定量精度的提高,遥感数据集的建设和应用越来越受到重视。通过数据调研、数据下载、预处理、质量控制、编目等技术流程,建立2000—2018年贵州省MODIS遥感历史数据集,为贵州省生态环境监测与分析评估科学研究与监测服务提供历史背景数据,为贵州省生态文明建设、大生态战略实施提供基础数据支撑。     

土壤水分遥感监测研究报告

植被覆盖干扰是土壤水分遥感监测的最大难题。本文列入一个“光学植被盖度”概念来定量描述植被干扰的大小，用分解象元法将其影响排除，建立了TM数据和AVHRR数据的土壤水分遥感监测模型，取得了较好的大面积、快速、宏观遥感监测土壤水分的实用性效果。     

中国60城市站1901—2019年日降水数据集的构建

近年来中国区域降水的极端化问题得到学术界的广泛关注,有关研究也获得了大量成果。但是,目前国内外常用的高分辨率降水资料序列多从1951年左右开始,普遍缺少20世纪早期中国的逐日降水资料,对于近一百多年中国极端降水变化特征及其机理,目前还不清楚。基于多来源的1901—1950年原始观测报表数字化逐日降水资料,补充先前未录入的“无降水”和缺测数据,研发质量控制方案并开展质量控制,补充录入检出的缺失和错误数据并再次质控,结合1951年以来的现代降水日值资料,建立中国60个城市站1901—2019年降水日值数据集。数据集评估结果显示,早期中国东部地区的台站较为密集,数据完整性和正确性较好,但中国西部的台站数量少且完整性和正确性偏低。本数据集构建的年总降水量累积值序列与已有的月降水量数据基本一致。基于该数据集,研究发现重庆站近百年来的降水未出现显著的趋势性变化。该数据集使后续分析研究中国极端降水的百年尺度长期变化特征成为可能。     

土壤水分观测历史数据集奇异值分析与校正

针对中国247个农业气象土壤水分观测站点1981 2010年逐旬土壤重量含水量、逐年田间持水量、凋萎湿度和土壤容重,考虑地区气候特点和土壤质地,依据土壤水分极值和水文常数关系理论,制定了土壤水分观测历史数据集质量控制方法,对土壤水分数据奇异值进行分析与校正。结果表明:土壤水分观测历史资料中,奇异值问题可以归结为人工录入误差、多地段水文常数混用误差和年际变化异常;土壤重量含水量数据异常问题归结为小于风干土含水量和大于理论饱和含水量的极端情况。通过对历史数据集质量控制后,可以对土壤水分观测数据进行有效推广应用,为针对土壤水分的研究提供重要科学基础。     

山东省干湿转换期土壤水分MODIS遥感监测

由于2012年春夏过渡时期山东省降水时空分布不均,前期全省大部分地区出现旱情,后期降水偏多。为及时掌握干旱分布及变化情况,利用MODIS地表温度数据(MOD11A2)和植被指数数据(MOD13A2),结合土壤水分自动站的实测数据,采用温度植被干旱指数法,构建了LST-NDVI、LSTEVI特征空间,反演了2012年6~7月山东省干湿转换期的土壤水分,分析了干旱空间分布及变化特征。结果表明:LST-NDVI特征空间反演精度为82.95%,LST-EVI特征空间反演精度为84.33%,精度提高了1.66%。前期山东省中南部、西部出现旱情并以轻旱为主,后期由于降水旱情明显缓解,干旱面积减少了65 427 km2。基于MODIS数据利用温度植被指数法在本区域进行干旱监测是可行的。     

内蒙古降水自记纸数字化处理过程及常见问题和解决方法

具有内蒙古自主知识产权的"2014版降水自记纸自动识别系统"是一个集迹线提取、质量控制、数据集生成于一体的综合性降水自记纸识别系统软件。该软件的核心技术是方向滤波降水曲线跟踪算法和数据质量控制条件,软件的结构和操作流程简便。结合作者近年来历史气象资料数字化的实际工作经验,总结提取降水自记纸过程中常见的问题和解决方法。内蒙古气象信息中心通过对降水自记纸有效处理,建立了113个气象站自建站至自动气象站运行前一年的标准的、高质量的小时和分钟降水数据集,这些数字化成果为气象资料的基础数据产品提供支撑,为制定暴雨强度公式的研究提供科学依据。     

降水自记迹线及雨量数字化提取质检技术

分钟、小时降水数据是强降水天气过程、特征研究的基础资料。2016年9月—2017年11月开展的历史降水自记纸迹线及降雨量数据提取工作,将形成我国气象台站降水分钟数据集。资料涉及2049个国家地面气象站,时间跨度长达50多年,为了保证数据集的质量,降水迹线提取数据的正确性是关键。介绍了应用降水自记纸数据提取技术规定、质检程序、质检评估软件,完成降水迹线及提取数据准确质检的技术与流程。为了对自记降水记录降雨量与同时段人工定时观测降雨量进行对比,探讨了用降雨过程累计降雨量代替逐时降雨量的评估结果,异常降水迹线跨越定时观测时间的正确处理方法,历史观测员读取自记降水迹线降水量数据一些不当处理的正确处理方法。