基于遥感参数特征空间的福建省干旱监测

归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)是描述地表特征的两个重要参数,通过新型的MODIS卫星数据反演得到NDVI和LST,采用基于NDVI-IST特征空间的条件植被温度指数(VTCI)模型,对2001-2002年福建省发生的严重秋冬春连续干旱灾害进行了监测验证,并利用气象观测数据对VTCI模型临测结果进行了分析.研究结果表明:VTCI模型能够真实地反映地表水分供应状况,能较好地反映区域旱情分布和旱情发展过程,VTCI值越小表示干旱灾害越严重.当旬的VTCI平均值与前一旬的降水量有着较高的相关性,利用VTCI模型能够近实时进行干旱监测,具有较高的业务化应用前景.     

基于近地高光谱和环境星高光谱数据的冬小麦越冬冻害遥感监测方法研究

基于试验箱冬小麦冻害盆栽试验,得到了识别和评价冻害差异程度的高光谱敏感波段和指数,获得了冻害农学指标;研究了河南省林州市东南部及周边地区2012-2013年的冻害过程,以冻害发生前后的两幅高光谱影像为研究对象,利用冬小麦冻害高光谱敏感指数的研究结果,结合大田试验对农学冻害指标进行尺度转换,获得了HSI遥感冬小麦冻害指标,进行了冬小麦冻害的高光谱遥感监测。结果显示,VI_3[VI_3=(SDr-SDb)/(SDr+SDb)]高光谱指数冻害遥感监测结果更精确。研究表明利用HJ-1A星HSI数据进行冬小麦冻害监测是可行的,可为HJ-1A星高光谱数据在农业遥感监测中的应用提供参考。     

干旱的气象卫星遥感监测方法初步研究

本文对皖北干旱的气象卫星遥感监测方法进行了初步研究。探讨利用土壤热惯量法、作物缺水系数法和相对植被法三种遥感分析方法监测皖北干旱的技术思路，确定了适用皖北地区的不同干旱等级的遥感判别指标。经过实况对比分析说明技术方法合理，为遥感业务应用提供了实用手段。     

广西喀斯特干旱农业区干旱遥感监测模型研究

广西中部喀斯特平原区是广西重要的粮食生产基地,但旱灾已成为该地区经济发展的障碍.利用EOS/MODIS数据,采用植被状态指数(IVC)和温度条件指数(ITC),构建了干旱指数ID的遥感监测模型, 统计分析了ID与农业受旱率的相关系数,从而确定了模型中各参数的权重系数.将该模型应用于2005年秋旱监测,经与旱情实况及前人研究成果进行对比分析,验证了干旱指数ID的有效性.通过对ID随ITC和IVC变化的敏感性评价,结果表明,ITC和IVC都能反映旱情变化,但ITC反映旱情的敏感性高于IVC,以ITC和IVC为因子构建的干旱遥感监测模型适用于广西中部喀斯特干旱农业区的旱情遥感监测.     

图像识别技术在作物农情信息反演中的应用

对常见的图像识别研究方法进行了总结,主要包括以下5个方面:侧重于农作物病虫害监测的颜色特征识别方法;应用于作物大小形状分级、叶面积、叶倾角等领域测算方面的形态特征识别方法,包括统计分析法、结构分析法和频谱分析法的纹理特征识别方法;利用高光谱分辨的遥感技术、光谱仪和近红外光谱进行植被、杂草和作物内部品质监测的光谱识别方法;最后,是集各种识别方法特长的综合识别方法。对这5种方法的适用范围和优缺点进行了分析比较及综合,构建出基于图像识别技术的农情信息提取技术体系系统框架,并提出了新的技术应用思考,从中发现目前图像识别技术中存在的问题,为今后的研究指明方向。     

基于文献计量的遥感干旱监测研究进展

该文对WOS核心数据库中7 294篇以及中国知网数据库中1 685篇有关遥感干旱监测研究的文献进行计量分析。结果表明：WOS数据库的相关研究呈缓慢到迅速增加的趋势,CNKI数据呈现迅速增加至略有减少的趋势。中国和美国的研究机构在领域发文量分列前二,且在遥感干旱监测领域合作关系最为密切,中国科学院是发文量最多的研究机构;南京信息工程大学是CNKI数据库中发文量最大的机构。与干旱定义相关的“降水”“土壤湿度”“土壤含水量”等关键词高频出现,机器学习、深度学习算法被大量引入干旱监测中,成为突变关键词。基本干旱类型以及不同干旱类型之间的传播是主要的研究方向,而探究植被以及典型植被对干旱的响应是研究热点,多指标遥感监测方法以及卫星降水数据是遥感干旱监测的重要手段。     

应用NOAA/AVHRR资料监测土壤水分和干旱面积

利用气象卫星资料监测土壤水分及估算干旱面积的研究方法已有很多,但监测精度还有待提高。通过利用近地面温度日较差实测资料,对气象卫星反演地表温度日较差进行了订正,使得热惯量计算值更接近实际。利用订正后的卫星反演地表温度日较差计算的热惯量与地面农田实测土壤绝对湿度进行回归分析,发现0~30cm土壤水分实测值与热惯量的相关显著,50cm以下不能通过显著性检验。在GIS平台的支持下,对2004年初夏发生的干旱进行了监测,监测结果精度较高,并为干旱灾害的进一步评估打下坚实的基础。     

基于遥感有序加权平均干旱指数的山东省干旱动态分析

为实现对山东省全区域干旱的动态监测,建立了基于多源遥感数据与有序加权平均(OWA)相结合的一种新的干旱监测模型。在该模型中,首先选取植被条件指数(VCI)、土壤水分状况指数(SMCI)和降水条件指数(PCI)三种单指标干旱指数;然后结合基于遗传算法的改进层次分析法(AGA-AHP)与移动窗口法,得到山东省区域的这三种指标权重值,进而用OWA方法计算综合遥感干旱评价指数OWA-IDI(Integrated Drought Index)。采用综合干旱指数对山东省1982-2014年的干旱过程进行分析,结果表明:OWA-IDI与SPI的相关系数大于0.7,达到显著相关的程度;在33年长时间段中,发现了历史上的严重干旱年;在短时间段的时间序列上,2006-2014年的月序列干旱发生过程与《中国水旱灾害公报》记录的干旱事件进行对比,获得了满意的一致性;在空间上,2004年每个月的干旱区域分布与《山东统计年鉴》的降水数据进行分析、对比,验证了干旱区域分布的合理性;通过5 d合成序列的模型与月序列模型在时间上对应比较,显示了更精确的干旱监测,表明OWA-IDI在干旱评价与监测方面具有重要的应用价值。     

基于Landsat 8数据和温度-植被指数的干旱监测

结合Landsat 8数据特征提高遥感反演土壤水分的精度,对旱灾的监测具有重要意义。主要是利用Landsat 8数据,基于植被指数(NDVI)-地表温度(T_s)特征空间理论,通过对植被指数和"干边"的修订,分别计算温度植被干旱指数(TVDI)、干边修订的改进型温度植被干旱指数(MDTVDI);并结合当地气象数据、野外实测土壤水分数据,对计算结果进行了对比。结果表明:在使用Landsat 8OLI和TIRS数据时,TVDI,MDTVDI与地表土壤水分线性相关显著(α=0.05),两者都能表征地表的干旱分布情况;同时,MDTVDI与实测土壤水分的相关性和反演的土壤水分精度略高于TVDI,因此MDTVDI能够更好地反映区域土壤水分状况,更适于区域干旱监测。     

2008-2009年中国北方干旱遥感动态监测

干旱是威胁我国及世界农业发展的自然灾害之一,利用遥感技术进行干旱监测与评估已成为一种重要而有效的手段。2008年10月至2009年2月,我国北方地区出现了大面积的持续干旱,给冬小麦的生长造成了严重的影响。基于2000年至2009年Terra卫星MODIS传感器8天合成的地表反射率数据,结合地面实测土壤水分和实地调研数据,利用距平植被指数(AVI)和距平水分指数(AWI)对我国北方冬小麦主产区的干旱程度进行了分级,对干旱的发生、发展和时空变化情况进行了连续监测,得到了该时期的旱情分布结果:2008年10月份以后旱情逐渐加重,2009年1月下旬各地旱情达到了最严重的程度。研究表明,AWI对干旱的反应比AVI敏感而且准确。     

基于半分析算法的太湖水质参数多光谱遥感反演

半分析算法基于固有光学特性数据,具有明确的物理意义,能同时反演多种水质参数,是水质遥感反演的趋势。基于太湖实测的吸收系数与后向散射系数数据与Landsat/TM数据,利用Gordon半分析模型,对叶绿素a、悬浮物与黄色物质进行了同步反演,并探讨了半分析算法适用于内陆水体多光谱遥感数据的潜力。多水质参数同步反演方法为水环境综合分析提供了有利的技术手段。     

基于NOAA／AVHRR数据的区域沙尘暴强度监测

利用NOAA／AVHRR数据,通过查找表增强显示沙尘暴信息和利用经验模型提取沙尘信息,探讨了区域沙尘暴强度监测的方法。研究发现,利用可见光、近红外和远红外通道多光谱合成遥感数字图象对沙尘暴的监测和沙尘信息的提取效果明显;在低植被覆盖区域,利用GVI指数提取沙尘信息是不可行的,但这一指数有助于提取海面上的沙尘信息;并对沙尘浓度提取进行了探讨,以期显示区域沙尘暴的强度。     

利用卫星遥感技术进行干旱监测

利用2003年卫星遥感干旱监测资料和哈尔滨市土壤湿度资料，应用土壤热惯法计算和分析了黑龙江省哈尔滨市旱灾情况，提出了相应的防治措施。研究表明：这种方法在目前对裸地面进行干旱遥感监测中是定量水平较高的，对裸露土壤湿遥感精度可达到60％，根据农业气象观测规范，它可以给出土壤干旱的绝对等级。利用这一方法，计算了哈尔滨市12个县(市)不同级别干旱灾害的分布情况。     

潜在森林火险评估方法研究——以山东省为例

森林火险图在森林火灾管理和研究(瞭望塔、风险评估和其它各种仿真研究)中扮演着至关重要的角色,在充分考虑导致火灾的因素(常量和变量)着火可能性基础上,利用遥感(RS)数据获取速度快、面积大和地理信息系统(GIS)空间分析特点生成静态和动态指数构成集成火险指数。静态火险指数将多年近地面平均气温、多年近地面空气比湿、植被类型、植被覆盖度、海拔、坡度、坡向、距居民地距离、距道路距离、人口素质等引起火灾最为重要的10个因素作为研究因子;动态火险指数利用美国潜在火险指数模型,利用MODIS数据波段多、反演数据强的特点,获取了地表温度、大气湿度、植被湿度等数据得到死、活可燃物湿度。通过2011年132个火点的验证,火点处的集成火险指数值在非常高以上占了82.6%,说明了集成火险指数在潜在火险应用方面的价值。     

作物对干旱胁迫的响应过程与早期识别技术研究进展

作物干旱是干旱灾害的主要表现形式之一,严重影响着全球范围的粮食产量。为了积极应对干旱灾害影响,实施对作物干旱的早期精准预警是最行之有效的手段。该文综述了国内外已开展的作物对干旱胁迫的响应过程研究进展,包括干旱临近—发生阶段作物根系、气孔、叶水势等对早期干旱响应的敏感信号和指标;干旱发生—发展阶段中光合作用、蒸腾作用、叶绿素荧光参数、同化代谢与干物质累积等对干旱的响应过程;干旱发展—结束过程中的复水效应与干旱影响损失定量模拟评估技术等;梳理了农业干旱监测预警综合系统的发展和应用情况、农业干旱监测和预警指标种类和应用情况、农业干旱遥感监测方法以及作物干旱地面监测与识别技术等相关成果。探讨了未来通过开展作物对干旱应激响应的生理生态过程机制研究,进而准确捕捉到作物响应干旱胁迫的早期信号,为实现作物干旱的早期识别、提前预警和应对作物干旱灾害的不良影响提供依据。     

高光谱遥感技术在煤矿区环境监测中的应用

评述了高光谱遥感技术的发展和应用现状。利用高光谱遥感技术，结合传统的地学分析手段和室内化学分析技术，系统研究了煤矿区矸石山污染物的吸收光谱特征和受污染植被的光谱变异规律。通过光谱建模和高光谱数据挖掘技术研究，提取了污染物诊断光谱信息和植被光谱变异参数。在此基础上，开展了污染物地质填图和植被光谱变异参量制图技术研究，为及时、快速地查明煤矿区污染源的空间分布状况，和进行煤矿区环境评价、污染治理及土地复垦提供了可靠的地学信息。     

我国玉米自然灾害风险区识别研究

自然灾害严重影响和制约我国农业生产的持续稳定发展,识别主要作物自然灾害风险因子和风险区,对作物生产风险监测预警和风险防范及有效评估作物因灾损失有重大意义。基于区域自然灾害理论,构建了由致灾因子、孕灾环境因子和承灾体因子构成的作物自然灾害风险评价指标,利用1980-2010年全国各省市玉米产量数据和1991-2010年全国257个气象站点以玉米为承灾体的灾情数据,计算了省级单元不同因子自然灾害影响指数和灾害风险综合评价指数,揭示了我国玉米主要自然灾害的时空分布规律,识别了玉米自然灾害极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区和可忽略风险区。结果表明,干旱是我国玉米产区主要自然灾害,其次是低温和风雹,干旱、洪涝、风雹、病虫害等多发于6-8月份,低温灾害多发于4-5月份;不同种类自然灾害大多具有连片发生的特点;自然灾害高风险区省份主要集中于北部和黄淮海平原玉米产区,同一级别风险区的风险影响因子不尽相同,在风险监测预警和防范中需区别对待。     

安徽省农作物干旱损失动态评估模型及其试用

利用安徽省78个气象站1971-2005年资料,采用FAO Penman-Monteith模型和一季稻作物系数计算作物需水量,得到针对一季稻的农业干旱指标;在分析了1980年以来一季稻主要发育期变化不大的基础上,利用多年农业气象观测资料,采用詹森乘法作物-水分模型新解法进行一季稻干旱敏感性系数分解,得到一季稻逐旬敏感性系数;建立了基于农业干旱强度、作物敏感性和区域脆弱性的一季稻旱灾损失评估模型。试用结果表明,模型的相对误差大部分为20%～35%,绝对误差为2.9～4.0,基本满足业务应用。由于各地水稻品种不同,抗灾能力也有差异,因此模型误差仍偏大,需进一步修正模型,并加强抗灾能力对减轻灾害损失贡献的研究。     

基于MODIS产品LST/NDVI/EVI的陕西旱情监测

以陕西省为研究区域,利用2005年4月的MODIS月合成产品数据MODIS11C3和MO-DIS13C3获取的归一化植被指数NDVI、增强型植被指数EVI和陆地表面温度LST,分别构建TS-NDVI和TS-EVI特征空间,从而得到了条件温度植被干旱指数TVDI和旱情等级的空间分布图,以监测评价陕西的旱情,同时将两者进行比较,最后结合94个气象站的气温和降水距平进行了相关性分析。结果表明:利用条件温度植被干旱指数进行陕西省旱情监测,能够较好反映当地旱情。根据地表温度以及增强植被指数之间的关系建立的旱情监测模型与降水距平的线性相关显著,相关系数为0.537,通过了0.05水平的检验。     

多源遥感数据沙尘暴强度监测的信息可比方法

综述了利用遥感技术进行沙尘暴监测研究的国内外进展，提出了利用多源遥感数据识别和提取沙尘暴信息的新方法，利用近红外1．6μm波段特性，构建了可比沙尘强度指数。研究表明：利用卫星探测器11μm，12μm波段差值进行沙尘暴信息识别和提取，可以达到满意的效果，但不能刻画沙尘暴强度；构建的可比沙尘强度指数，能够解决多源遥感数据由于卫星平台、监测时间、监测区域等不同因素导致的监测结果不可比的问题；同时监测结果与地面气象站监测数据有较好的一致性，能够从时间、空间两方面刻画沙尘暴强弱分布，可以作为沙尘暴定量研究的参数，为利用多源遥感数据持续定量地监测沙尘暴的起源、移动、传输路径、扩散等待征奠定了基础。