遥感干旱监测研究进展_王君细则.pdfVIP

科技信息 遥感干旱监测研究进展 中南大学地球科学与信息物理学院 王 君 [摘 要]干旱是一种在世界范围内普遍发生的复杂的自然现象。遥感监测具有宏观、快速、客观、经济等优势，运用遥感技术可以对旱 情进行大范围、实时、动态监测。介绍了用于遥感干旱监测的遥感数据源，包括多光谱数据、高光谱数据和微波数据。而且对常用的遥 感干旱监测方法热惯量法、植被指数法、蒸散法、高光谱法和微波法进行了概括和汇总，分析了不同方法的优缺点，指出了它们各自的 适用范围，并对发展趋势进行了展望。 [关键词]遥感 干旱 土壤水分 0.引言 和短波红外与红光的和的光谱特征空间，提出了干旱监测的归一化干 [1] 干旱是区域水分收支或供需不平衡形成的水分短缺现象 ，是一 旱监测指数NPDI 模型，通过野外实测土壤含水量的验证，NPDI 与 [2] 种在世界范围内普遍发生的复杂的自然现象 ，虽然在最近几十年里 10cm 处的土壤含水量的相关性达到了0.583 。多光谱数据由于其数据 人们对干旱进行了大量的研究，在对干旱的定量化、科学化及综合各学 获取容易、覆盖范围大和可连续观测，在全球及区域遥感干旱监测方面 科研究的成果方面，取得了一些新的进展，但干旱发展缓慢、历时较长、 将长期成为主力数据源。 且初期进程不易察觉等特点，使得干旱仍然是影响水资源、生态系统、 1.2 高光谱数据 农业、林业、能源、人类健康、娱乐、交通运输、食品供需等资源和活动的 高光谱数据是指利用成像光谱仪获取的许多波段狭窄且连续的影 主要气象灾害。在发展中国家，干旱不仅造成食物严重短缺，还引起大 像，其光谱分辨率可达到纳米级。利用高光谱数据反演得到的地物反 [3] 面积饥荒、人口迁移甚至死亡 。随着人类的经济发展和人口膨胀，水 射光谱特征，能研究地球表面物体的分类、物质成分、含量、存在状态、 资源短缺现象日趋严重，这也直接导致了干旱地区的扩大与干旱程度 [13] 空间分布及动态变化 。与传统的全色、多光谱遥感数据相比，其光谱 [4] 的加重 ，在全球变暖的气候背景下，降雨减少、蒸发增加，全球极端干 响应范围更广，光谱分辨率更高，具有波段多、信息量丰富、“图谱合一” [5] 旱的面积正在扩大 。就目前的科学技术水平而言，我们还无法彻底 的特点，可以提供连续、精细的光谱信息，而连续的反射光谱曲线可以 [6] 防止干旱的发生 。因此，充分利用现有的科学技术对干旱进行监测， 表现出地物的细微变化，已经被许多学者应用到遥感干旱监测的研究 从而尽量减少其危害就显得尤为重要。 中。高光谱数据包括机载成像光谱仪、星载成像光谱仪和便携式成像 常规旱情监测方法是以基于气象监测站点的人工观测气象墒情数 光谱仪。第一幅高光谱影像是由美国研制的航空成像光谱仪获取的。 据，如标准降水数据、前期降水数据、气温等气象数据为基础，建立 进入20 世纪90 年代，许多国家都开始成像光谱仪的研制，我国中科院 Palmer 指数、标准化降水指数（SPI）等干旱指数来监测旱情。这种方法 上海技术物理研究所研制的中分辨率成像光谱仪（CMODIS）已于2002 需要投入大量的人力、物力和财力，且单点数据难以代表大范围的土壤 年随“神舟”三号发射升空。国际上比较常用的高光谱数据主要有美国 墒情和作物长势信息，无法满足大区域实时监测旱情的要求。