基于MODIS的海河流域干旱遥感监测研究

摘要

在世界主要自然灾害中，干旱是发生频率最高、分布范围最广、造成经济损失最大的一种。它严重威胁人们的生存环境，尤其对工农业生产造成很大影响。对干旱的发生程度和动态变化的监测成为当今气象学、地理学、生态学等领域研究的重点。遥感干旱监测方法是近年来兴起的快捷、高效、实用的旱情监测手段，可以实时反映大范围的地表植被干旱状况，较传统的地面调查方法具有巨大的应用潜力和无可比拟的优势。随着卫星遥感技术的发展和传感器性能的改进，遥感技术可以实现高分辨率、多时相、宏观尺度的旱情监测。国内外学者建立并探讨了很多干旱遥感监测模型和方法。本文以海河流域为研究区域，利用多种遥感指数对2000-2009年的旱情进行监测，具体研究内容和结论如下：
　　 (1)本文比较了多种不同遥感干旱监测指数，了解模型的优缺点和适用的区域类型，最终采用条件植被指数VCI、条件温度指数TCI和植被供水指数VSWI对海河流域旱情进行监测。
　　 (2)综合考虑遥感数据的空间分辨率、对地观测周期等因素，利用MODIS遥感资料作为主要数据源，经过几何校正、大气校正和云检测、重投影等预处理过程，利用红外和热红外波段提取标准植被指数，采用分裂窗算法反演地表温度。本文采用1B级数据，与合成产品数据相比，更能反映旬内地表参数的极值，有利于提高遥感反演的精度。
　　 (3)在IDL编程平台下，进行植被指数和地表温度数据的去云处理，旬合成操作，根据公式计算多种旱情监测指数，并对指数作标准化处理，确定旱情等级，生成海河土壤湿度反演图。
　　 (4)利用海河142个站点实测的地表10cm处土壤相对湿度，对三种遥感指数进行回归拟合，得到各旬不同的拟合参数和相关系数，得出遥感反演的土壤相对湿度图，分析各种指数的反演效果和监测精度。
　　 (5)建立河北省旱情遥感监测系统，利用MODIS数据，以旬为时间单位，结合河北行政区划，对河北省、市、县三级区旱情分布和动态变化进行实时监测，统计受旱面积，确定干旱等级，为抗旱减灾提供技术支持和参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究综述

1.2.1 干旱遥感监测方法介绍

1.2.2 国外干旱监测研究进展

1.2.3 国内遥感干旱监测研究进展

1.3 研究内容和技术路线

第2章 研究区概况和数据获取

2.1 研究区概况

2.2 遥感数据选取

2.3 土壤相对湿度数据获取

第三章 遥感数据处理及遥感参数反演

3.1 MODIS数据预处理

3.2 遥感参数反演

3.2.1 标准差植被指数NDVI反演

3.2.2 地表温度LST反演

3.2.3 条件植被指数VCI计算

3.2.4 条件温度指数TCI计算

3.2.5 植被供水指数VSWI计算

第四章 干旱监测与旱情监测系统

4.1 土壤相对湿度反演

4.2 河北省旱情监测系统

第五章 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

参考文献

致谢