遥感技术支持下东亚飞蝗发生与土壤水分含量关系研究

摘要

本文以我国东亚飞蝗重点发生区之一的河北省黄骅市为研究区，基于遥感技术，并结合实地调查采样分析和地面遥感测量，研究东亚飞蝗发生与成灾状况的地域分布，提取飞蝗密度分布信息；在此基础上，利用遥感提取的研究区土壤水分含量信息，研究土壤水分含量与东亚飞蝗发生的关系。 在研究中，利用多时相TM/ETM+遥感影像数据，分别提取出了东亚飞蝗(夏蝗)大发生年(2002年)的植被在受为害前、后的光谱信息，并通过监测受飞蝗为害的植被受损程度，判断蝗灾发生的程度及分布状况；以受灾植被指数信息为基础，进一步提取出了飞蝗密度的分布状况，并得到了黄骅市三个重点蝗区夏蝗发生时的飞蝗不同等级密度分布图。 通过本研究，得到了以下主要研究结论： (1)在研究区黄骅市蝗区内，东亚飞蝗(夏蝗)孵化后期土壤水分含量越低，飞蝗发生为害的程度越高，即土壤水分含量偏低的地方更能为东亚飞蝗的发生提供适宜的生境。 (2)在研究区，土壤水分含量状况对东亚飞蝗发生影响的主要时段是在秋蝗的产卵期(9～10月)和夏蝗的孵化期(3～5月)。在此期间，土壤水分含量过高会对东亚飞蝗的发生带来不利影响。 (3)综合考虑土壤水分含量和地表温度表明，东亚飞蝗秋蝗产卵期和夏蝗孵化期的土壤干湿状况存在明显差异。在东亚飞蝗的发生为害年份，土壤“干燥度”明显高于未发生为害年份。

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第一章绪论

1.1选题背景与研究意义

1.1.1蝗虫与蝗灾

1.1.2东亚飞蝗发生为害概况

1.1.3遥感技术应用于蝗虫监测的意义

1.2土壤水分含量与东亚飞蝗发生的关系

1.3土壤水分含量遥感信息模型研究进展

1.3.1国外研究进展

1.3.2国内研究进展

1.3.3主要土壤水分含量遥感信息模型

1.4论文内容与结构

1.4.1论文内容

1.4.2论文组织

第二章研究思路与方法

2.1研究思路

2.2研究方法

2.2.1数据获取方法

2.2.2遥感影像预处理

2.2.3遥感提取土壤水分含量的方法

第三章研究区概况

3.1自然环境概况

3.1.1地理位置

3.1.2自然环境概况

3.2东亚飞蝗发生与为害状况

3.2.1东亚飞蝗的生物学特性

3.2.2研究区东亚飞蝗发生与为害情况

第四章东亚飞蝗发生的遥感监测

4.1研究目标

4.2监测样区概况

4.3遥感监测依据

4.4数据与分析方法

4.4.1卫星遥感影像数据

4.4.2影像数据预处理

4.4.3植被指数的选择与提取

4.4.4多时相遥感影像的辐射配准

4.5监测结果的分析

4.5.1蝗虫为害前后的植被对比分析

4.5.2蝗虫不同程度为害区的面积

4.5.3蝗虫不同密度分布图的制作

4.5.4蝗虫不同密度分布状况

4.6结论与讨论

4.6.1对遥感数据分析结果的评价

4.6.2蝗虫密度指数(LDI)的适用性评价

附图

第五章基于TM/ETM+影像的土壤水分含量与东亚飞蝗发生关系研究

5.1研究目标

5.2材料与方法

5.2.1卫星遥感影像数据

5.2.2土壤水分含量遥感提取方法

5.3研究步骤

5.2.1遥感影像预处理

5.2.2地表温度的获取

5.2.3地面植被指数的获取

5.2.4特征空间中旱边与湿边方程的获取

5.2.5研究区土壤水分含量的求算

5.4结果分析

5.4.1TVDI方法的有效性评价

5.4.2东亚飞蝗分布与土壤水分含量的关系

5.5结论

附表

第六章基于MODIS影像的土壤水分含量与东亚飞蝗发生关系研究

6.1研究目标

6.2 MODIS影像数据简介

6.2.1地球观测系统(EOS)

6.2.2 MODIS数据特点

6.3数据及数据处理流程

6.3.1本研究使用的MODIS数据产品

6.3.2数据处理流程

6.4结果分析

6.4.1监测样区地表温度与土壤水分含量的年际变化

6.4.2两年月均地表温度的对比

6.4.3两年月均土壤水分含量的对比

6.4.4三个蝗区的月均地表温湿系数状况

6.5结论

第七章结论与展望

7.1研究结论

7.2创新点

7.3研究展望

参考文献

攻读博士学位期间的主要科研成果

致谢