基于MODIS卫星遥感数据的华北平原干旱监测研究

摘要

干旱是主要的自然灾害之一。我国是一个农业大国，在各种农业灾害中，以干旱的影响最大。频繁发生的干旱不仅给农业生产造成了巨大的损失，也严重阻碍了我国国民经济的发展。 为了更好地监测干旱发生的时间、范围及其严重程度，以便采取相应的措施降低干旱的影响，人们提出了各种各样的干旱监测方法。遥感以其宏观、快速、动态、经济的特点成为干旱监测的一个重要手段。 本文总结了国内外常用的基于植被指数和土地表面温度的干旱监测方法，并应用中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感影像数据和条件植被温度指数(VTCI)的干旱监测方法对华北平原2003～2006年每年5月上旬的旱情进行了监测和分析。研究的主要内容和结论如下： (1)研究了基于MODIS遥感影像数据的VTCI参数的计算方法，重点对适合研究区域的土地表面温度(LST)的反演方法进行了论述和应用。 (2)完成了2003～2006年每年5月上旬研究区域为晴空条件下MODIS影像的处理和归一化植被指数(NDVI)与土地表面温度的反演，在单景NDVI、LST反演产品的基础上，应用合成值技术生成研究区域每年以旬为单位的NDVI和LST最大值合成影像及多年旬LST最大-最小值合成影像。 (3)以旬NDVI和LST最大值合成影像为基础，分析了研究区域2003～2006年每年5月上旬的NDVI及LST分布情况，得出了NDVI和LST的时空变异规律。 (4)在NDVI及LST合成产品的基础上，确定了冷热边界，计算得到研究区域2003～2006年每年5月上旬的VTCI，并在此基础上对研究区域4年的旱情进行分析，得出了干旱的区域分布规律如下：旱情发生较频繁的区域有保定的西部和北部、天津西部和廊坊南部地区、唐山西部、沧州的中部和东部；旱情发生较少的地区有保定的东北部和西南部、石家庄、邢台中部、以及山东河北交界的南部地区。 (5)将干旱监测结果与农业气象资料分析结果进行对比，发现两者之间存在很大的一致性。应用累计降水量数据和土壤表层(0-10cm和0-20cm)含水量数据对干旱监测结果进行了验证，结果表明VTCI与最近一个月的降水量具有显著的线性相关性，VTCI与土壤表层含水量有较好的线性相关性，验证了VTCI是一种近实时的干旱监测方法。 (6)研究结果表明，应用MODIS遥感数据和条件植被温度指数的干旱监测方法对华北平原地区进行干旱监测是一种有效的途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究进展

1.3研究目标、内容和技术路线

1.4本文章节安排

第二章区域遥感干旱监测模型

2.1基于植被指数的干旱监测模型

2.2基于土地表面温度的干旱监测模型

2.3综合植被指数与土地表面温度的干旱监测模型

2.4其它干旱监测方法

2.5小结

第三章研究区域及MODIS卫星遥感数据处理

3.1研究区域概况

3.2 TERRA/MODIS卫星遥感数据简介

3.3数据预处理、地表参数的反演和合成值影像的生成

3.4小结

第四章结果与分析

4.1 NDVI和LST反演结果

4.2冷边界和热边界的确定

4.3干旱的区域分布

4.4干旱监测结果的分析和验证

4.5小结

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2研究展望

参考文献

致谢

个人简历