基于MODIS数据的河套灌区遥感干旱监测

基于MODIS数据,以河套灌区为研究对象,计算灌区2000—2018年作物主要生育期内(5—8月)4种遥感干旱指数、温度植被干旱指数(TVDI)、植被供水指数(VSWI)、植被状态指数(VCI)、温度状态指数(TCI),并分析了4种干旱指数与0～20cm土壤相对含水量、降水量、灌区引水量相关性以及4种干旱指数之间的相互关系。结果表明:经过相关分析,TVDI与土壤相对含水量的相关性优于其他3种遥感干旱指数;在灌溉水量较多的灌区,遥感干旱指数与降雨量相关性较小而与灌区引水量呈现一定的相关关系。本研究发现TVDI在河套灌区有着良好的适用性。此外,在干旱监测中综合利用多种干旱指数进行分析对提高监测精度,科学合理地预报旱情具有重要意义。     

植被供水指数法在内蒙古干旱监测中的应用

利用FY-1D／AVHRR数据通道1、2的反射率计算植被指数和通道4、5的亮温计算作物冠层温度,进而求出植被供水指数来监测干旱状况。文章简单介绍利用植被供水指数法在内蒙古干旱监测中的应用。结果表明,植被供水指数法适用于内蒙古地区生长季大范围的干旱监测。     

基于温度植被干旱指数法(TVDI)的朝阳县干旱监测

利用Landsat 8数据,将归一化植被指数(NDVI)和地表温度(Ts)结合建立二维特征空间,依据二维特征空间分布图拟合干、湿边方程,进而计算温度植被干旱指数(TVDI),并对旱情分布进行分析和评价。利用土壤含水率实测值与反演的地表温度建立模型,并通过模型反演出土壤含水率与实测值进行精度检验。结果表明,随着归一化植被指数的增加,最大地表温度(Tsmax)随之减小,最小地表温度(Tsmin)基本上随之增大,Tsmin和Tsmax的趋势线交汇于一点组合成近似的三角形形状;2016年5—8月,朝阳县全县范围内基本都存在不同程度的旱情,其中6月份旱情最为严重;TVDI与不同深度的土壤含水率的相关性显著,可以较好的实现对旱情的监测。     

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。     

基于遥感的农业干旱监测模型研究

依据干旱监测的原理,从土壤水分、植被指数、表面温度、要素综合等角度出发,对现有主要农业干旱遥感监测模型进行归纳总结,分析了各种方法的优缺点,以及各自的适用范围;重点分析了条件植被温度指数、温度-植被干旱指数,指出它们应看作是对归一化温度指数的简化处理,兼具实用性和一定的监测精度,在业务应用中有一定的推广价值,并预测了未来遥感干旱监测的发展方向和目标。     

基于多源遥感数据的TVDI方法在荒漠草原旱情监测的应用

为探讨近年来广泛使用的低空间分辨率的MODIS数据以及高空间分辨率的Landast 8数据对同一地区的旱情状况,选择内蒙古自治区干旱频发的乌审旗荒漠草原为研究区,借助分裂窗算法反演地表温度(Ts),获取归一化植被指数(NDVI),建立温度植被干旱指数(TVDI)的干旱监测模型,分别反演MODIS-TVDI和Landast8-TVDI,并与同期野外实测的不同深度土壤含水量进行回归分析。结果发现,基于MODIS和Landast8 2种遥感数据计算得到的TVDI与各层的土壤水分线性相关显著,两者都能表征地表的干旱分布,且Landast8-TVDI与各层土壤含水量的相关性大于MODIS-TVDI与各层土壤含水量的相关性,其中0~10 cm表层土壤含水量的相关性要好于0~20 cm、0~30 cm的相关性。因此Landast8-TVDI能够更好地反映乌审旗荒漠草原的土壤水分状况,更适宜于旱情监测。     

VI-LST遥感模型在福建省干旱灾害监测中的应用

植被指数(VI)和地表温度(LST)是描述地表特征信息的2个重要参数.本研究采用基于VI和LST特征空间的遥感模型对2000年以来福建省三起比较严重的干旱灾害进行监测分析,结果表明:采用增强型植被指数(EVI)拟合特征空间干边方程的相关系数高于采用归一化植被指数(NDVI)拟合干边方程的相关系数.VI-LST遥感模型能客观地反映地表水分供应状况,较好地反映区域旱情的空间分布和旱情动态发展过程,干旱灾害的卫星遥感监测结果与地面气象监测结果基本一致,在福建省抗旱减灾工作中具有一定的实用价值.     

基于MODIS数据的海南岛干呈监测研究

利用NASA提供的MODIS陆地产品NDVI和LST,采用植被供水指数法对海南岛2010年1～4月的地表干旱情况进行遥感监测,将监测结果与同期的综合气象干旱指数对比分析。结果表明:对于植被覆盖度较高的热带岛屿海南岛,利用植被供水指数进行干旱的动态监测是可行的,MODIS数据可很好地满足大范围的实时动态监测。2010年1～4月间VSWI遥感监测分析显示海南岛地表干旱存在着明显的区域差异,西南沿海比中东部严重,在此期间干旱有持续加重的发展趋势。     

基于NDVI-Albedo特征空间的陕西省干旱与荒漠化遥感监测

旱情与荒漠化遥感监测有助于了解时空分布特征并及时采取相应措施。以2000-2016年MODIS NDVI和地表反照度(Albedo)数据为基础,构建NDVI-Albedo特征空间,计算荒漠化差值指数(DDI)和植被条件反照度干旱指数(VCADI),利用气象站点实测10cm土壤湿度数据进行相关性验证,并利用DDI和VCADI分别分析17a间陕西省荒漠化和旱情的时空分布特征和规律;其次,利用一元线性回归和变异系数法分析陕西省荒漠化和旱情的变化趋势和稳定性;最后从降雨量、温度等自然因素和人为因素2个方面分析了陕西省荒漠化和旱情变化的原因。结果表明,DDI与土壤湿度呈正相关关系,相关系数为0.49～0.58,且通过了95%显著性检验;VCADI与土壤湿度呈负相关关系,相关系数为-0.36～-0.48,且通过了90%显著性检验,DDI和VCADI分别可作为土地荒漠化和旱情监测指标;陕西省旱情及荒漠化主要分布在关中东北部、西安市周边以及陕北黄土高原地区,呈现为自南向北逐渐加重的趋势;17a间陕西省旱情及荒漠化均呈逐渐减轻和减弱的趋势,旱情及荒漠化减轻和减弱的比例分别为67.94%、81.93%,主要分布在陕北黄土高原地区;DDI和VCADI变异系数<0.4所占比例分别为98.31%和84.05%,旱情及荒漠化呈较稳定状态,受干扰强度较小;DDI、VCADI分别与年降水量、年平均气温之间呈显著相关性的地区占陕西省面积比例均<20%,表明降水量、平均气温不是影响旱情与荒漠化变化的主导因素。     

川西南山地植被对2009/2010年冬干的响应研究

利用气象资料和卫星遥感资料,初步分析了2009/2010年冬季及2010年初春3月川西南山地植被对2009/2010年冬干的响应。结果表明,季降水评估的气象干旱为中到特旱,气象干旱强度突出;冬季平均温度偏高约2.0℃,冬季平均相对湿度偏少约17.0%。冬季及初春3月土壤相对湿度资料显示气象干旱发生发展趋势为冬季12、1月为轻旱,2～3月发展维持为中旱;冬季及初春3月卫星遥感监测月最大植被指数近5年安宁河平原区域植被指数逐月增加,川西南山地其余区域逐月减小,川西南山地中部及西部林区植被指数最高;植被指数差值分布显示,冬季到初春3月川西南山地2009/2010年冬干由南至北发展,总体上川西南山地南部区域以及安宁河平原区域受旱影响较为显著。     

基于冠层时序植被指数的冬小麦单产预测

【目的】研究冬小麦冠层时序植被指数的动态变化规律并基于其构建单产预测模型,为田间实时、准确获取作物单产信息提供有效的技术手段。【方法】本研究于2017—2019年在江苏省兴化市万亩粮食产业园开展不同品种及氮肥水平的田间小区试验,利用主动传感器RapidSCAN CS-45获取冠层归一化红边植被指数(normalized difference red edge,NDRE)和归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI),基于双Logistic函数拟合时序植被指数并提取曲线特征参数,进而分析各特征参数与单产的相关关系,并以独立试验数据对单产预测模型进行验证。【结果】NDRE在孕穗期和抽穗期与单产关系最好,R²达到0.84以上;通过多元逐步线性回归法发现,利用2个或多个时期NDRE预测单产的效果较单生育时期有所提高,且第一和第二被选择的时期分别为拔节期和孕穗期。基于全生育时期相对NDRE(relative NDRE,RNDRE)和相对NDVI(relative NDVI,RNDVI)构建时序曲线,并利用曲线特征参...     

基于GIS的广东干旱逐日动态模拟与评估

参考帕默尔（Pahner）旱度模式中土壤水分平衡概念，提出以逐日气温和降水资料，逐日滚动模拟土壤有效水分，并以下层土壤有效含水量构建干旱强度动态指数（DDI）．借助GIS技术和包括经度、纬度、海拔、坡度、坡向5个环境因子的地理订正模型，对离散DDI资料进行1km空间分辨率的精细化反演，能够清晰刻画地形、地貌对干旱程度空间分布的影响．结合土地利用信息，开发业务系统，实现对广东干旱发生、发展及其强度、范围的实时动态监测和评估，为选择合适的时机和地点开展人工增雨作业提供指挥决策依据，并对作业效果进行定量评估．     

基于LST/VI的冬小麦农田含水量监测研究

利用MODIS数据提取了7种不同植被指数(LST/VI)作为遥感参数,将其与地面实测含水量进行相关性分析,探索不同植被指数与土壤、植株含水量的关系,旨在为山西省冬小麦农田含水量监测提供科学依据。结果表明:与植被供水指数相比,LST/DVI和LST/RDVI在拔节期进行冬小麦干旱监测较好;而在抽穗期LST/PVI、LST/SAVI可代替LST/NDVI来监测冬小麦干旱;成熟期利用LST/PVI进行干旱监测,其效果明显好于LST/NDVI。     

FY-3A/MERSI数据在重庆市伏旱监测中的应用

利用FY-3A/MERSI数据基于植被供水指数法(VSWI)对2010年夏季重庆地区干旱进行监测,并结合综合干旱指数CI,建立了新的拟合干旱指数(VSWIC)。反演结果与全市同期170个土壤墒情监测站的土壤湿度资料进行了对比。结果表明:FY-3A/MERSI卫星资料能够客观反映重庆地区旱情的空间分布和动态发展过程,植被供水指数和对应实地观测的10、20 cm土壤持水百分含量之间有较好的负相关关系,其中VSWI和10 cm深度处的土壤持水百分含量之间的相关关系更为稳定。利用FY-3A卫星资料进行重庆地区干旱监测是可行的。     

Comparison between TVDI and CWSI for drought monitoring in the Guanzhong Plain,China

Temperature vegetation dryness index(TVDI) and crop water stress index(CWSI) are two commonly used remote sensing-based agricultural drought indicators. This study explored the applicability of monthly moderate resolution imaging spectroradiometer(MODIS) normalized difference vegetation index(NDVI) and land surface temperature(LST) data for agricultural drought monitoring in the Guanzhong Plain,China in 2003. The data were processed using TVDI,calculated by parameterizing the relationship between the MODIS NDVI and LST data. We compared the effectiveness of TVDI against CWSI,derived from the MOD16 products,for drought monitoring. In addition,the surface soil moisture and monthly precipitation were collected and used for verification of the results. Results from the study showed that:(1) drought conditions measured by TVDI and CWSI had a number of similarities,which indicated that both CWSI and TVDI can be used for drought monitoring,although they had some discrepancies in the spatiotemporal characteristics of drought intensity of this region; and(2) both standardized precipitation index(SPI) and SM contents at the depth of 10 and 20 cm had better correlations to CWSI than to TVDI,indicating that there were more statistically significant relationships between CWSI and SPI/SM,and that CWSI is a more reliable indicator for assessing and monitoring droughts in this region.     

花后高温干旱胁迫下氮素对冬小麦氮积累与代谢酶、蛋白质含量及水氮利用效率的影响

【目的】 本研究基于气候室模拟温度日变化特征,旨在探讨氮素对高温、干旱及复合胁迫下冬小麦地上干物质重、氮积累与分配、氮代谢相关酶活性、蛋白质含量、产量及水氮利用效率的影响。【方法】 基于人工气候室开展冬小麦盆栽试验,以小偃22号为试验材料,采用裂-裂区随机完全区组设计,以2个温度处理（高温：H;适宜温度：S）为主区,以2个水分水平（干旱：D;充分供水：F）为裂区,3个施氮水平（低氮：N₁;中氮：N₂;高氮：N₃）为裂-裂区,研究冬小麦生长生理特性、产量及水氮利用效率对高温干旱胁迫及各施氮量的响应特征。【结果】 高温、干旱及复合胁迫导致地上总干物质重（ADW）和氮积累量（ANA）降低。在成熟期,高温干旱复合胁迫（HD）和干旱胁迫（SD）下N₃处理ANA分别较N₁处理增加7.26%和6.82%。高温、干旱及复合胁迫提高小麦花前氮素对籽粒贡献率（NRR）,HD胁迫各施氮处理NRR均值较对照（SF）增加达38.21%,施氮量的增加扩大这种增加效应。高温、干旱及复合胁迫导致成熟期穗氮分配率降低,特别是复合胁迫。暴露于高温、干旱及复合胁迫下籽粒蛋白质产量（PY）降低,干旱胁迫（7.37%）各施氮处理PY均值较高温胁迫（3.94%）降低更多,无论单一或复合胁迫下籽粒PY均在N₂处理下显著增加。此外,单一的干旱和高温胁迫下降低的谷氨酰胺合成酶（GS）和硝酸还原酶（NR）活性在N₂处理下显著增加,复合胁迫N₁处理NR和GS活性分别较N₃处理提高23.81%和23.07%。与对照相比,干旱胁迫各施氮处理穗粒数、千粒重和产量均值的降幅均高于高温胁迫,N₂处理对高温和干旱胁迫下这些参数存在明显正向调控,产量水分利用效率（WUE_g）和生物量水分利用效率（WUE_b）在N₂处理下得到明显改善。充分供水+N₂处理籽粒（NUE_g）分别较低干旱和复合胁迫N₃处理提高19.09%和19.44%,表明在水分充足条件下中氮能有效地缓解干旱和高温胁迫下籽粒氮利用效率的降低。NUE_g和NUE_b的提高可能归因于合理氮肥调控下增加的GS和NR活性。主成分分析表明胁迫条件下小麦千粒重和ADW与产量的关系更紧密。【结论】 高温和干旱胁迫的综合效应比单一胁迫对小麦危害更大。在单一高温和干旱胁迫下,适量增加氮输入能增加氮代谢酶活性并维持更高氮代谢能力,提高籽粒氮积累量及蛋白质产量,将更有利于提高产量及水氮利用效率。然而在花后遭遇高温干旱复合胁迫时,相比低施氮量,增加施氮对小麦产量形成及水氮的吸收利用均产生一定抑制作用,应适当减少氮肥用量。     

日光温室黄瓜茎温与环境的相关性

本文研究了不同水分处理下的黄瓜茎温的变化特征。研究表明。黄瓜植株茎温在不同的土壤含水量条件下表现出不同的日变化。在土壤水分亏缺状态条件下,黄瓜茎温在下午13：00时到15：00时升高,黄瓜植株茎温和温室空气温度的差值缩小。每天13：00时到15：00时的温差同样会随着生育期的延长而减少,尤其是在水分亏缺时更为明显。这种差值在较弱的光照总辐射和下午15：00时较高的饱和水汽压差也会缩小,每天的最大温差同样会随着生育期的延长而减少,尤其是在水分亏缺时更为明显。这种温差还随着土壤水分含量的降低而降低。在较短时间内温室气温、空气相对湿度和光照总辐射是决定植株茎温的主要因素。可以采用温室空气温度和黄瓜茎温的差值作为黄瓜结果中期缺水的指标或者间接断定土壤水分含量多少的参考依据。在黄瓜结果中期．在白天晴天13：00-15：00时,黄瓜茎温和空气温差小于1．55℃表明温室土壤处于水分亏缺状态,作为灌溉指标．当茎杆温温度和空气温差在1．55～4．23℃,应该要进行灌水。     

山东省小麦主产区旱情遥感监测系统的构建

本文根据山东省小麦主产区生态条件的区域差异性,以MODIS影像为数据源,分区域、分时段、分模型构建了小麦主产区旱情遥感监测系统,综合考虑土壤质地、风速因素的影响,对热惯量和植被供水指数模型进行修正,确定了野外同步遥感观测场布局及旱情评价指标,依此制定了山东省小麦主产区旱情遥感监测技术流程。     

江西省农业遥感旱情监测研究

江西省是农业大省,近几年受气候变化影响,干旱灾害频发,为从宏观上获取江西省旱情实时变化情况。利用中低分辨率MODIS16 d合成遥感数据,采用较为成熟的植被供水指数法,计算江西省农作物供水指数,对2011年江西省全省春季旱情进行监测。结果显示,该指数能较好地反映实地旱情的现状,可以作为除土壤水分指数之外的另外一种干旱等级显示指标。     

植被供水指数法在辽西干旱监测中的应用

利用NOAA卫星AVHRR通道1、2，计算植被指数和通道4的亮温，运用植被供水指数法监测辽西地区土壤干旱情况，结果表明，与实地的早情分布基本一致。