应用FY-3 MERSI数据反演地表温度

地表温度是反映土壤—植被—大气系统能量流动与物质交换的重要参数,是地球观测类卫星数据反演地面参数的主要内容之一。气象卫星为快速获取大范围辐射面瞬时温度提供了重要手段,其中FY-3 MERSI在保留了极轨气象卫星高时间分辨率观测的基础上,其远红外波段空间分辨率提高到了250 m,提高了温度反演的空间精度。应用FY-3 MERSI第5通道长波辐射观测数据,并结合1 km分辨率高光谱数据,获取反演地温所需的2个重要参数——大气水汽含量及地表比辐射率,实现了地表温度反演。反演算法利用两通道比值法得到大气透过率,并计算出大气水汽含量;应用NDVI阈值方法获得地表比辐射率;根据FY3 MERSI通道特点改进和构造了各参数反演算法;并利用热红外通道数据,使用单通道算法反演地表温度。通过对辽宁地区3个时次的地表温度反演,并与MODIS分裂窗地表温度算法进行了比较分析。结果表明温度精度达到了预期水平,空间精度有显著提高。     

吉林省地表温度时空变化及影响因素研究

为了掌握吉林省地表温度的时空变化规律及其影响因素,利用吉林省46个气象站的气象数据,采用气候统计和诊断方法,分析了1961—2015年吉林省地表温度的时空变化及其影响因素。结果表明:1961—2015年吉林省地表温度平均值空间分布呈由西向东逐渐降低的趋势,气候倾向率由西向东先升高后降低。地表温度高的站点升温幅度小于地表温度低的站点。地表温度多年平均值的季节排序为夏季>春季>秋季>冬季。地表温度在1月最低,7月最高。1961—2015年吉林省地表温度以0.70℃/10 a的气候倾向率显著上升,春季、夏季、秋季和冬季气候倾向率分别为0.44、0.36、0.51、1.50℃/10 a。冬季和年平均地表温度分别在2001年和1993年发生突变。地表温度绝大多数异常气候年份为异常偏暖年,多在2010年之后。未来季节和年地表温度均呈上升趋势。海拔是影响地表温度的主要地理因子,气温是主要的气候因子。夏季降水量对地表温度为负效应,冬季降水量以正效应为主。     

基于时间序列MODIS NDVI的农作物物候信息提取

物候是植被长期适应环境的周期性变化而形成的生长发育规律,农作物物候研究对长势监测和产量评估以及气候变化都具有重要价值。针对现有研究的问题,改进物候信息遥感提取方法,并利用MODIS NDVI时间序列,提取伊洛河流域主要农业区的农作物物候信息。首先将8天间隔的NDVI时间序列进行Savitzky-Golay滤波去除噪音信息;再根据冬小麦和夏玉米的生物生理特性,利用与关键形态特征点的相对位置来界定物候期;最后提取多年关键物候期信息。监测结果与往年观测资料对比,研究结果客观可信。整体上物候期相对稳定,但当农作物受气候变化以及异常天气的影响,年际间会存在明显的差异。其中,出苗期相对变异最小,而冬小麦的抽穗期和夏玉米的抽雄期相对变异最大。研究发现10年间同一物候期相差最高达20天左右。结果证明了本文研究方法的可行性和有效性,及时掌握农作物物候信息对农业生产与管理,以及农业遥感的深入研究具有重要意义。     

基于ETM植被指数和冠层温度差异遥感监测棉花冷害

 大范围地、及时地遥感监测棉花的冻害状况及损失对安排救灾、灾后评估有着现实的意义。利用2001年6月7日、8月10日和2000年8月7日ETM影像,结合农业灾害和农作物生长发育统计数据,通过植被指数变化和冠层温度差异对新疆沙湾2001年8月初棉花结桃时发生的冷害进行遥感监测。结果表明:与往年未遭受冷害的同期棉花植被指数相比,棉花植被指数NDVI绝对差值降低区域占67.8％,其中下降0～0.2占51％,下降大于0.2占17％,降低百分比处于0～20％。植被指数和温度图像散点图呈现显著负相关,相关系数－0.63。其中未受冷害影响,植被指数增加,长势较好的棉花冠层温度平均为26.4℃,植被指数未变化区域为27.6℃,植被指数降低较多,冷害程度较重区域冠层温度约为29.3℃,冠层温度差异显著。基于ETM遥感影像植被指数变化幅度和冠层温度差异可用于冷害程度区域划分。     

用MODIS数据监测冬小麦冠层反照率变化信息的方法研究

采用冬小麦主要生育期内冠层反照率的地面观测数据和MODIS反照率产品数据,分析了在冬小麦生长期时间序列上MODIS遥感图像端元反照率与地面观测不同空间尺度反照率的变化规律。提出了基于高空间分辨率图像分类的先验知识提取MODIS端元反照率的方法。研究结果表明,MODIS端元反照率与地面观测反照率随冬小麦生育期的变化趋势相同,两种观测尺度反照率的观测值差别小于4%,研究方法为MODIS反照率产品在大面积农田研究中的应用提供了参考。     

GF-1和MODIS影像冬小麦长势监测指标NDVI的对比

作物长势是农情遥感监测的重要内容之一。长期以来, 作物长势遥感监测主要基于卫星影像反演的相关植被参数, 如归一化植被指数(NDVI, normalized difference vegetation index)、叶面积指数(LAI, leaf area index)等。本文通过对比研究16 m分辨率GF-1卫星影像及250 m分辨率MODIS影像的NDVI与冬小麦综合茎数、株高、叶绿素浓度之间的关系, 尝试建立遥感监测作物长势指标与地面实测作物长势指标的定量关系。研究发现GF-1 的NDVI与冬小麦综合茎数的相关性最高(R ²=0.8961), 而与其他指标相关性较弱; MODIS的 NDVI指数与冬小麦综合茎数相关性较低(R ²=0.4432), 对作物长势的遥感监测精度较低。统计MODIS冬小麦像元内GF-1像元的NDVI平均值, 并与MODIS的NDVI对比, 发现两者之间的相关性较低(R ²=0.3944); 在消除MODIS与GF-1影像传感器光谱响应函数差异及NDVI尺度效应后, MODIS影像的冬小麦作物长势遥感监测精度得到一定提高(R ²=0.4633)。对MODIS像元内GF-1 NDVI标准差排序发现, MODIS像元内冬小麦长势一致性越高, MODIS的长势遥感监测精度越高。GF-1和MODIS影像NDVI长势监测主要代表地面冬小麦综合茎数, 且卫星影像分辨率越高, NDVI值越能反映实际的作物长势。MODIS像元内冬小麦长势一致性越高, 基于NDVI的MODIS与GF-1数据冬小麦长势监测结果越一致。从区域长势监测角度来看, 尽管MODIS与GF-1数据的监测结果趋势较为一致, 并且通过光谱、尺度归一化能够进一步提高监测结果的一致性, 但MODIS NDVI长势监测总体精度较低, 为满足作物长势精细化监测的业务需要, 应逐步使用高分辨率的遥感数据替代中低分辨率遥感数据进行作物长势遥感监测, 并将其作为长势监测业务化运行的研究重点。     

地表温度日较差对湖北烟区烤烟化学成分的影响

利用湖北烟区16个国家气象观测站1960—2020年0 cm地表温度数据和16个产烟县2005—2020年烤烟化学成分数据,通过数理统计分析了湖北烤烟生育期地表温度日较差（简称地温差）变化对烤烟化学成分的影响。结果表明：地温差对湖北烤烟化学成分影响显著。除伸根—团棵期外,湖北烤烟生育期的地温差呈现明显下降趋势,其中鄂西南的兴山和秭归,鄂西北的竹山和南漳下降趋势最显著。相较于湖北烤烟的上部叶和中部叶,下部叶各化学成分的离散程度最大,空间差异显著。湖北烤烟地温差大田期、旺长期和成熟期的突变年份分别为1974年、1973年和1979年,突变之后的地温差的下降趋势更为显著,且未来进一步缩小的地温差将引起烟叶的烟碱、还原糖和总氮含量减少,总糖、钾、氯、钾氯比、氮碱比、糖碱比和两糖比含量增加。     

基于温度植被干旱指数的曲靖市干旱监测研究

本研究利用MODIS归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)产品数据,构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数(TVDI),分析评价云南曲靖市2010—2012年的干旱时空分布状况。结果表明,2010年曲靖市遭遇了非常严重的干旱灾害,受灾面积高达研究区总面积的80%以上,基于TVDI指数的旱情动态监测方法适合云南省曲靖干旱监测。本研究建立的温度植被干旱指数模型提高了干旱监测的实用性,在曲靖市干旱监测上具有很好的适应性,可以广泛应用到该地区干旱监测研究中,为曲靖的农业防灾减灾能力和可持续发展提供科学保障。     

基于反射光谱和叶绿素荧光数据的作物病害遥感监测研究进展

作物病害是影响粮食产量和质量的生物灾害,病害的侵染消耗了作物营养和水分,扰乱了其正常的生命过程,引起了作物内部生理生化和外部表观形态的改变。冠层反射光谱能够较好地探测作物群体结构信息,叶绿素荧光能敏感反映作物光合生理上的变化,二者均能够实现作物病害的遥感探测。本文从作物病害遥感探测的方法和尺度两个方面综述了基于反射率光谱的作物病害遥感监测现状,概括了主动荧光、被动荧光以及协同日光诱导叶绿素荧光和反射率光谱在作物病害遥感监测中的研究进展,分析了反射率光谱和叶绿素荧光数据在作物病害遥感探测方面的优缺点,探讨了不同数据源、不同监测方法在作物病害遥感探测中可能存在的问题,并在此基础上展望了作物病害遥感监测的未来发展,旨在为后续利用反射率光谱和叶绿素荧光数据探测作物病害提供重要的参考依据。     

种子贮藏期间温度与水分的变化

1温度的变化 1.1种温日变化 种温在24h中的变化叫日变化。1200～1400气温最高,1600左右气温最低。仓温日变化的最高值和最低值较气温迟1～2h,这随仓房结构与密闭情况不同而异。     

辽宁陆面温度的反演与实测数据对比分析

为了及时准确地从遥感图像数据中反演出地表温度的变化,针对辽宁地区制定播种计划、确定种植结构等提供技术支持,选取辽宁省作为研究区,利用EOS/MODIS热红外遥感数据和FY-3/MERSI数据与相关的地面气象台站实测数据,建立地表温度反演模型。采用分裂窗算法中的两因素模型和普适单通道算法对辽宁省地表温度进行反演。通过对气象台站实测的地面温度值和反演的温度进行拟合来获取回归方程,再利用反演的温度值模拟真实地表温度。对比2种算法,得出分裂窗算法是更适合进行辽宁地区地表温度的反演方法。     

气候变化背景下黄土高原丘陵区红枣主要气象灾害变化特征分析

为了揭示全球气候变化背景下黄土高原丘陵区红枣主要气象灾害变化特征,利用黄土高原丘陵区12 个红枣种植县所在气象站1971—2010 年降水日资料,分析了近40 年黄土高原丘陵区红枣花期阴雨、幼果期干旱、成熟期阴雨等主要气象灾害的时空分布特征以及变化规律。结果表明：红枣花期阴雨、幼果期干旱均呈增加趋势,成熟期阴雨呈减少趋势;各灾害年代际变化较为平稳;主要气象灾害多发区分布具有明显的区域性,花期阴雨以枣区中东部和西南部发生率高于其他地区,幼果期干旱以黄河西岸发生频率较高,成熟期阴雨灾害南部重于北部。     

基于卫星遥感和自动气象站数据反演稻田气温——以安徽省为例

随着全球气温变暖和高温事件的频繁出现,水稻遭受高温影响的概率也随之增加.稻田气温是研究水稻遭受高温热害及其影响的数据基础.因此,大范围地反演稻田气温,有助于相关部门短时间内获取大范围的稻田气温数据并进行水稻高温热害的研究和决策部署.本文利用MOD09A1 8天合成数据对安徽省水稻种植区域提取,水稻种植区内的自动气象站气...     

1973—2017年藏北高寒牧区主要气象要素变化特征分析

为分析全球气候变化下藏北高原主要气象要素的变化特征,采用趋势分析、小波分析、突变点分析等研究方法,利用逐月站点气象数据,分析了1973—2017年藏北高原地区的主要气象要素的多尺度时间变化特征。结果表明:在全球气候变化下藏北高寒牧区的各主要气象要素变化显著,其中气温以0.45℃/10 a速率显著的升高,风速以-0.27 m/(s·10 a)速率呈极显著减小趋势,降水以6.48 mm/10 a速率呈不显著增加趋势;从季节变化来看,春季较为特殊,表现为增温缓慢、风速减幅最大、降水增加最为显著等特点,其他季节在各要素上变化较为均匀;周期变化上在去除显著的全球变暖的线性趋势后气温和降水都存在显著的准3年周期变化,且在发生时域上有互补特征。     

基于遥感数据的喀什市生态因子特征分析

分析城市生态敏感性因子及其分布特征,在进行城市环境管理,制定区域社会经济发展政策等方面具有重要作用。以喀什市为研究对象,选取坡度、高程、植被覆盖指数(NDVI)、土地利用类型及水体等5个生态敏感性因子,ArcGIS空间分析与单因子分析法相结合,对喀什市生态因子特征进行系统分析。结果表明：高敏感区和中敏感区主要分布在植被覆盖率较高、地势和坡度低、绿化面积较大的区域,而低敏感区和不敏感区分布于地势和坡度较高的丘陵、荒地、未利用地等区域,其中因子敏感区面积最大的是水体因子,最小的为坡度因子,面积占75.46%和0.33%;从生态因子敏感性程度来看,坡度大的区域敏感性程度低,坡度小的区域则敏感性程度高,地势高的区域敏感性程度低,地势低的区域敏感性程度高;从生态因子敏感区特征来看,高度敏感区的自我恢复能力差,敏感性总体程度高;中度生态敏感区生态功能较弱、生态系统不太稳定;低度生态敏感区和不敏感区的生态系统较稳定,敏感性程度低,能承受外界因素的破坏和干扰能力强。     

樱桃园土壤水热变化特征及其对气象因子的响应

旨在为樱桃园灌溉管理和土壤水分预报提供参考依据。利用实测土壤含水量、土壤温度和气象资料,分析其土壤水热特征、相互关系以及与气象因子的统计关系。结果表明:樱桃园各层土壤水分在降水和蒸散共同作用下,呈波浪式补给与消耗且变化特征不一致;土壤温度年内变化大致呈倒"V"型。随土壤深度增加,土壤水分、土壤温度稳定性提高。土壤水分与土壤温度变化趋势同步,基本表现为水热同期现象。不同时间尺度下,旱、雨季影响土壤水分的主要气象因子不同;随时间尺度增大,土壤温度对气温响应越显著。土壤水热对气象因子的响应存在累积效应,为土壤水分挑选预报因子提供一种思路。     

基于Landsat8遥感影像的地表温度反演方法对比研究

随着数据的自由共享,Landsat8系列卫星的遥感数据已经成为地表温度反演的重要数据之一。本文基于Landsat8数据的地表温度反演算法,选择大兴安岭地区漠河市作为研究区域。采用基于Landsat8热红外波段的辐射传输模型法、单窗方法、劈窗算法等不同方法对地表温度进行反演,探究高纬度地区地表温度分布规律,并运用野外实测地温数据进行验证。结果表明：针对本研究区的3种地表温度反演的拟合效果都较好,温度误差在1℃左右,其中辐射传输方程法所得结果精度更高,可为高纬度地区夏季地表温度反演与冻土退化等研究提供一定的参考价值。     

多参数冬小麦估产模型研究及产量影响因素分析

产量估算研究对制定粮食政策和经济计划,科学地进行粮食宏观调控有着重要意义。针对以往线性遥感估产模型中多是基于NDVI和LAI的研究,且参数间存在多重共线性等问题,该研究以河北省南部石家庄、保定、邯郸、邢台、衡水、沧州六市为研究区,选用2000—2008 年的种植区最佳时相NDVI、LAI累加值,并引入与小麦生物量积累密切相关的不同月份地表温度作为原始估产指标,针对参数累加值存在的误差,提出一个修正公式对NDVI、LAI 进行修正,再对选用参数进行主成分分析,将结果与冬小麦产量数据建立出4 个多参数综合作用的冬小麦遥感估产模型。结果表明,利用2009 年数据对模型进行验证,结果表明4 个模型的R2介于0.714~0.818 之间,估产精度均在93.0%以上,其中,综合所有遥感参数的模型拟合效果最好,R2为0.818,估产精度达95%,而且引入温差主成分的模型精度高于仅用NDVI、LAI作参数的模型,另外深入分析各参数对产量估测的影响可知4 月中旬和5 月中旬的地表昼夜温差对冬小麦的后期产量具有较大影响。     

温度上升对中国茶树栽培北界的影响

以茶树栽培北界变化为研究对象,根据对中国未来温度变化的模拟结果,研究了未来中国茶树栽培北界的变化。目前中国茶树栽培北界大致位于秦岭-淮河,又可分为东西两段：西段为秦岭山地,由于地形作用栽培界线稳定;东段为平原丘陵,随气候冷暖变化栽培界线变化较大。根据温度变化预测,未来西段茶树适宜栽培界线仍然较稳定,而东段的北移明显,2050年将可能从目前界线向北推移153~251km,2090年可能向北推移290~477km。