2001—2019年长江中下游农业干旱遥感监测及植被敏感性分析

长江中下游地区是中国最重要的粮食产区之一,近年来,由于极端天气影响,长江中下游地区的农业生产时常受到干旱灾害威胁。利用植被条件指数(vegetation condition index, VCI)、温度条件指数(temperature condition index, TCI)及植被健康指数(vegetation health index, VHI)对2001—2019年长江中下游地区农业干旱的时空演变情况进行监测,探究长江中下游地区VCI、TCI在VHI指数中的最优权重比例,挖掘不同植被对干旱的敏感性差异,同时基于气候变化背景分析长江中下游六省一市的干旱趋势。结果表明,VCI和TCI指数能够分别反映地区植被生长异常和热量异常;当VCI和TCI的权重分配比为7∶3时,VHI指数能够结合两种指数的特点,在长江中下游地区农业干旱监测上更有优势;不同植被对干旱的敏感性不同,在长江中下游地区,农作物对干旱的敏感性最高,森林最低,草地介于二者之间;在气候变化背景下,近20年来,长江中下游地区呈现逐渐湿润的趋势,干旱风险逐步降低,其中湖北、湖南、安徽、江西和浙江等地湿润趋势明显,而江苏和上海地区湿润趋势较弱,在极端气候下仍存在一定的干旱风险。相关结果能够为长江中下游地区各省市旱情预警及抗旱措施制定、区域农业生产管理提供参考。     

气象卫星条件植被指数监测土壤状况

本文介绍用1985-1991年NOAA卫星标准化植被指数(NDVI)资料进行处理生成的条件植被指数(VCI),研究我国土壤的湿度状况,并阐述了应用VCI,结合常规资料进行综合分析,监测由于干旱或大范围洪涝所造成的宏观植被状况变化的情况。研究结果表明,用气象卫星资料可以对我国的干旱、洪涝状况进行宏观动态监测。     

遥感干旱指数在金沙江流域干旱监测中的适用性研究

利用2015—2020年金沙江流域MODIS数据和流域内29个气象站1991—2020年月降水、气温资料,研究不同遥感干旱指数在金沙江流域的适用性,这些指数包括温度状态指数(temperature condition index, TCI)、温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index, TVDI)、植被状态指数(vegetation condition index, VCI)、植被供水指数(vegetation supply water index, VSWI)和标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index, SPEI)。结果表明：TCI与TVDI、VSWI与TCI、VSWI与TVDI、VSWI与VCI各月的相关性均较为显著。TVDI与SPEI和TCI与SPEI全年相关性较好。SPEI与VSWI相关性在1月、10月较低,其余月份均相关性较好。SPEI与VCI在1—3月相关性较低,其余月份均相关性较好。根据4种遥感干旱指数与SPEI的相关性分析,建议金沙江上游地区...     

基于多源遥感数据的旱情评价研究——以河南省为例

以河南省为研究区,利用2005—2014年间的EOS-MODIS地表温度产品MOD11A2、植被指数产品MOD13A3以及热带降水测量任务(tropical rainfall measuring mission,TRMM)的月降水速率数据集TRMM3B43,计算了植被状态指数(vegetation condition index,VCI)、温度状态指数(temperature condition index,TCI)以及降水状态指数(tropical rainfall condition index,TRCI),同时结合土地利用类型数据及气象站点数据,通过层次分析法确定权重,构建了农业干旱指数监测模型。在此基础上,利用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)对模型进行验证,并根据SPI的等级划分确定构建的农业干旱指数监测模型的划分等级。以2014年为例,应用构建的农业干旱指数对河南省干旱情况进行时空分析。结果表明,构建的农业干旱指数监测模型能够有效监测河南省干旱时空变化特征,具有较好的监测效果。     

黑龙江省干旱及植被分布的时空变化分析

干旱是影响社会经济系统和自然生态系统的重要气象灾害.本研究基于多时间序列的SPEI和NDVI栅格数据,利用GIS空间分析方法和统计分析方法,对比分析了2000—2018年黑龙江省干旱和植被分布的时空变化特征,从而揭示了干旱对植被分布的影响.研究表明:1)干旱具有明显的年际和季节特征,以及干湿变化的阶段性和趋势性,呈东—西干湿反向变化空间分布;2)植被分布具有明显季节特征,但年际特征不明显,呈西北、北部和东南部高,东北、西南部低的空间分布;3)干旱对植被分布影响具有复杂性.研究结果可为干旱防灾减灾和影响评估以及区域生态恢复提供参考依据.     

全国干旱遥感监测运行系统的研制

该研究利用1981－1994的NOAA AVHRR 8km分辨率的NDVI资料，以及对应时段全国102个固定农业观测站的20cm深的土壤湿度资料，建立了植被状态指数（VCI）与土壤湿度之间的统计模型，由土壤湿度旱情等级标准来换算出每旬用VCI进行干旱监测的旱情等级标准，以确定出全国的旬旱情分布状况，在此工作的基础上建成了“全国干旱遥感则运行系统”，该运行系统使遥感手段监测全国干旱成为可能，将能提供每年3－9月每旬全国的干旱监测情况，为国家有关决策部门提供干旱减灾的决策依据。     

3S技术支持的干旱空间特征研究

利用遥感影像获取了植被覆盖数据,结合气象数据,运用地理信息技术和全球定位系统进行了干旱时空特征研究。同时,依据云南省普洱市10县(区)10个气象观测站点1961~2010年50 a来逐月的降水量观测资料,以ArcGIS10.1为主要分析平台,Matlab、SPSS为辅助数据处理平台,利用Mann-kendall法对降水量的时间序列进行了趋势检验,并在Matlab和Excel中计算了降水量季、年尺度下的距平百分率,利用ArcGIS中的反距离权重插值法得到了降水量和降水量距平百分率的分布图,最后结合降水量距平百分率的干旱等级划分标准进行了干旱的强度分布。在干旱时空特征结论的基础上,以思茅区为例,讨论了降水量、温度、高程、坡度、坡向、植被覆盖率对干旱影响的相关性。研究结果表明:普洱市长期遭遇不同程度的干旱,在温度、海拔高度、植被覆盖率等诸多影响因素的作用下,形成了降水量南北少东西多,干旱发生率西北高东南低、春冬多夏秋少的局面。干旱易发地带为景东、镇源、孟连和西盟。     

2000-2012年鄂尔多斯高原植被动态及干旱响应

针对鄂尔多斯高原植被覆盖变化受干旱胁迫的状况,该文结合降水和气温的协同变化,以2000-2012年生长季的MODIS-NDVI数据和同期降水、温度和帕尔默干旱指数为依据,采用线性趋势分析、标准偏差分析和相关性分析等方法,对鄂尔多斯高原植被与气候变化的相关关系和干旱异常变化对植被动态的影响进行了研究.结果表明:鄂尔多斯高原生长季及季节(春季、夏季和秋季)植被归一化植被指数主要受降水的控制和干旱的制约,秋季归一化植被指数更多地受到夏季干旱的影响.与气象因子的空间相关分析表明,春季温度上升有利于研究区北部归一化植被指数像元的增加.在荒漠草原和沙漠地区,夏季干旱与归一化植被指数的相关关系最强.秋季降水对典型草原归一化植被指数的提升显著.     

基于宁东干旱特点的水土保持生态环境变化研究

干旱是一种涉及自然、经济、社会的气候现象,长期困扰着工农业生产.分析宁东能源化工基地气候干旱特点,预防以土壤旱化为主要特征的地力衰退和土壤退化等现象在宁东基地再现.研究以MODIS NDVI遥感数据为基础数据,结合研究区同期降雨量和温度数据,采用降水量距平百分率法作为宁东基地干旱评估的方法,根据干旱评估国家标准分析宁东基地的干旱时空分布特点,分析2000—2015年研究区植被覆盖度对气候变化的响应.研究结果表明:1)宁东基地春旱的发生频率明显高于夏季,发生春夏连旱的频率小于单季旱;2)宁东基地干旱发生随机性大,没有明显的规律性,干旱预报困难;3)2000—2015年16年间每年都有不同程度的干旱发生,宁东基地干旱发生具频繁性的特点;4)宁东基地降水量与NDVI平均值有较强的相关性,相关系数达到0.5907,对宁东基地生态恢复有较好的指示作用.     

蒙古高原土壤湿度时空变化格局及其对气候变化的响应

土壤水作为一种重要的水资源,其时空分布和动态变化对植被的分布和生长状况具有显著影响.蒙古高原是典型的干旱-半干旱气候区,也是亚欧大陆温带草原的主要构成部分,气候变化导致的土壤含水量变化无疑会对草原生态系统健康及稳定产生直接影响;厘清蒙古高原土壤湿度时空特征及其对气候变化的响应有助于为生态保护相关政策的制定提供科学支撑....     

基于MODIS_TVDI/GNSS_PWV的云南省干旱特征时空分析

为了缓解现有干旱监测技术存在的监测易受环境影响、时效性不强等问题.本研究使用MODIS_TVDI和GNSS_PWV数据,利用相关性分析、回归分析等方法研究云南省2016—2020年春季干旱特征时空变化.研究结果表明:TVDI反演结果能较好地反映区域干旱时空特征变化,在空间上,旱情呈滇西北向滇东南增强的趋势;在时间上,季...     

基于梯度结构相似度的矿区土壤湿度空间分析

基于中国蒙、陕、晋、三省区的神东矿区2000-2015年成像光谱仪数据,双抛物线型归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）和地表辐射温度（land surface temperature,T_s）（记为NDVI-T_s）特征空间的温度植被干旱指数法计量地表土壤湿度,采用梯度结构相似度法定量分析研究区土壤湿度的时空分布特征。结果表明:神东矿区土壤湿度变化具有明显时空分布异质性,空间上,矿区土壤湿度表现出从西北部向东南部逐渐增加的规律,干旱区域由2000年的96.03%下降到2015年的59.59%;矿区60.05%的区域的土壤湿度发生了突变,其中49.87%区域地表植被覆盖得到明显改善,土壤湿度得到明显提高;35.18%的区域的土壤湿度发生了变化,其中28.13%区域地表植被覆盖有所改善,土壤湿度有所增加;仅有4.77%的区域的土壤湿度没有发生改变。进一步分析表明,地表土壤湿度的时空分布特征受区域地貌类型和下垫面覆盖影响较大。     

阿尔泰生态功能区植被的周期性变化及影响因素分析

针对植被与气候因子的分析多从研究区总体出发、缺少地域差异化研究的问题,本文提出了在不同地貌、坡度和植被类型区域进行植被覆盖度的时空分布特征及其影响因子分析研究的方法.该方法实现了植被在不同地理环境、不同植被类型中对气候因子响应机制的差异化研究.结果表明:1)植被覆盖度在平原和丘陵、坡度小于2°和大于15°区域递增趋势较...     

阜新地区干旱监测研究

选定温度植被干旱指数法建立阜新地区干旱监测模型。通过参数的确定,得到温度植被干旱指数,再通过阜新地区的气象站点地面实测土壤含水量数据,建立温度植被干旱指数-土壤含水量(TVDI-SWC)经验模型。通过回归分析以及2007年预测分析的实验数据表明,TVDI-SWC模型适用于阜新地区早春的干旱监测,可以使用该方法来实现对阜新地区的整体旱情状况快速,准确的评估。     

阜新地区干旱监测研究

选定温度植被干旱指数法建立阜新地区干旱监测模型。通过参数的确定,得到温度植被干旱指数,再通过阜新地区的气象站点地面实测土壤含水量数据,建立温度植被干旱指数-土壤含水量（ TVDI-SWC ）经验模型。通过回归分析以及2007年预测分析的实验数据表明, TVDI-SWC模型适用于阜新地区早春的干旱监测,可以使用该方法来实现对阜新地区的整体旱情状况快速,准确的评估。     

基于TVDI的江苏省淮北地区干旱监测技术研究

以江苏省淮北地区作为研究区,利用MODIS遥感数据,选择温度植被干旱指数对研究区进行干旱监测对比分析,建立基于温度植被干旱指数的研究区干旱遥感监测模型;结合土壤含水量数据和降雨量数据,确定研究区的干旱等级划分标准;利用干旱遥感模型对2011年夏旱进行监测研究。结果表明,建立干旱遥感监测模型对研究区干旱研究有很好的适用性和推广性。     

中国西北地区NDVI变化及其与温度和降水的关系

稀疏的植被覆盖是干旱和半干旱地区最主要的环境特征,因此长期定量的植被分布和变化观测能够分析干旱和半干旱地区的环境变化。在以干旱和半干旱地区为主要的中国西北地区存在着森林减少、土地侵蚀、盐碱化和沙漠扩张等严重的环境问题,生态环境十分脆弱。通过NOAA/AVHRR建立近20年来中国西北地区NDVI变化序列,利用差分法、斜率变化和主成分分析3种方法分析植被变化。3种方法显示出基本一致的结果,即大部分地区植被状况恶化,局部地区有所好转。通过分析植被变化与温度、降水变化的关系,发现NDVI与降水存在明显的正相关关系,而与温度变化的关系并不明显,表明降水是影响西北地区植被变化最主要的自然因素。     

2000—2018年黑龙江省干旱时空特征分析

干旱指数是反映气候干旱程度的指标,其是监测和评估干旱事件的有效工具。文中以黑龙江省为研究区,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),结合干旱面积比、干旱频率和单位面积干旱强度,利用M-K检验方法、GIS空间分析方法和统计分析方法,从多角度分析研究区干旱的时空特征,揭示2000—2018年黑龙江省干旱的时空变化规律。研究结果可为区域干旱防灾减灾风险评估提供参考依据。     

植被遥感时间序列数据重建方法简述及示例分析

随着遥感数据的不断积累,植被遥感产品逐渐形成了完善的时间序列数据,这些数据对阐明生态系统动态变化及分析有关的驱动因素具有重要价值.然而,云遮挡、仪器误差等因素严重制约着植被遥感产品的观测质量,往往造成连续观测数据的缺失.对存在数据缺失的序列进行时空重建是准确提取序列变化特征的重要前提,时空重建就是充分利用遥感数据的时空...     

微波植被指数在干旱监测中的应用

在植被覆盖区域,归一化植被指数(NDVI)被广泛地应用于干旱遥感监测。和基于光学遥感的植被指数相比,Shi等提出的微波植被指数MVI(Microwave Vegetation Index)被证实能够反映更多的植被生长信息。本文以MVI为基础,利用MVI代替目前比较成熟的温度植被指数TVDI(Temperature Vegetation Index)中的NDVI,构建温度微波植被干旱指数TMVDI(Temperature Microwave Vegetation Index),发展了一种新的干旱监测方法。本文以2006年夏季四川省发生的百年难遇的干旱为研究对象,将基于TMVDI与TVDI的干旱监测结果进行了对比分析。最后,为评估监测结果的准确性,将遥感监测的结果与基于气象站点降雨观测数据构建的标准降雨指数SPI(Standardized Precipitation Index)的计算结果进行了对比分析。结果表明,利用低频降轨微波辐射计数据计算的T MVDI最适合于进行植被覆盖区域的干旱监测。