基于NDVI-LST模型对辽宁月尺度土壤水分的反演

利用MODIS卫星数据集中的归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)与地表温度LST(Land Surface Temperature,LST)数据建立NDVI-LST模型,对辽宁省2015年5-8月的土壤水分进行反演,建立土壤水分与干边斜率的相关关系,得到该模型反演下的土壤水分。结果表明:(1)该时间段的NDVI-LST实际模型能够形成类似"三角"的特征空间,与理论模型吻合,利用该模型反演的5-8月土壤水分含量与地面实际监测结果相关性较高,除8月外,相关系数均在0.8以上,反演结果空间布局与地面实际土壤水分基本一致;(2)8月土壤水分反演结果不理想,相关系数为0.48,反演和地面实际空间特征差异也较大,其原因是8月NDVI对7月降水极少的响应时间的延后。整体而言,NDVI-LST模型反演土壤水分的试验结果较理想,可为利用卫星遥感手段快速反演辽宁月尺度的土壤水分、干旱灾害防御评估等决策工作提供一种新思路。     

辽宁省水田MODIS植被指数序列构建

为了重构MODIS-NDVI数据,使得MODIS-NDVI资料得到有效延长为植被与气候变化关系研究提供最有效的基础数据,利用2005—2009年5月—9月的MODIS-NDVI和AVHRR-NDVI资料,通过对NDVI时序的预处理,采取分区评价的方法研究二者之间的拟合关系,根据AVHRR-NDVI资料,重构1999—2009年MODIS-NDVI的长时间序列。结果表明：MODIS-NDVI与AVHRR-NDVI之间有显著的线性关系,相关系数为0.830~0.917,各区域拟合效果依次为辽中、辽北、辽南、辽东地区;长时间序列的植被指数对气候变化及气象灾害有明显的响应特征,2001年是继1999年和2000年连续大旱之后的又一个特大旱灾年,干旱造成了水田水分补给不及时,导致1999—2001年NDVI与其他年份相比普遍较低,2001年尤为严重。     

玉米间隔耕作秸秆条带还田增密集成技术光热资源利用效率评估

本研究以2019年辽宁省铁岭县蔡牛镇玉米间隔耕作秸秆条带还田增密集成技术示范区和普通农户种植区玉米为研究对象，分析了两个区域玉米的光温资源利用率、光能利用率和热量利用效率，并从叶片和冠层尺度净光合速率、光合生产能力与光合参数、地上生物量累积等角度分析了集成技术光热资源利用效率提高的原因。结果表明，玉米间隔耕作秸秆条带还田增密集成技术与农户技术相比，光温资源利用率、光能利用率和热量利用效率分别提高了8.6、0.25个百分点和19.4%。示范区各层叶片光合生产能力和光合作用参数均显著高于农户技术；吐丝期至籽粒形成期示范区冠层日净同化量累积较农户技术高35.5%；开花吐丝期前后示范技术地上生物量累积显著高出农户技术19.4%，利于籽粒形成，提高株籽粒数和产量。因此，玉米间隔耕作秸秆条带还田增密集成技术冠层结构设计合理，叶片和冠层尺度光合能力均优于传统农户技术，产量关键期（开花吐丝期前后）地上生物量累积速度快，是一种能有效提高玉米光热资源利用效率的技术模式。     

基于FY-3D/MERSI数据的东北地区干旱监测方法研究

干旱是影响东北地区粮食安全的主要农业气象灾害之一，遥感技术是一种可便捷进行大范围干旱监测的手段。针对目前遥感干旱指数在作物生长发育过程中监测干旱的局限性和适用性等问题，以东北地区玉米和大豆等主要大田作物发育期为切入点，基于FY-3D/MERSI卫星遥感数据和地面土壤相对湿度实测数据，开展不同作物发育阶段干旱监测指数适用性分析，结合径向基神经网络方法，构建全时期和分时期土壤相对湿度反演模型，利用实测土壤相对湿度数据开展精度验证与对比分析。结果表明：风云三号MERSI传感器数据在干旱监测中具有可行性，表观热惯量(ATI)在低植被覆盖或裸土时效果较好，适用于作物冻土期、裸土期和播种～拔节期；水分指数(WI)适用于播种～拔节期、拔节～抽雄期和成熟期等植被生长时期；分时期土壤相对湿度反演模型精度高于全时期土壤相对湿度反演模型，前者监测精度在80.0%以上，比全时期模型精度提高了10%～25%,尤其在冻土期(3月),分时期模型反演精度达到了92.6%。基于作物生长时期和形态差异，选择最适宜遥感干旱指数建立分时期土壤相对湿度反演模型，提高了干旱监测的准确性和可靠性。