植被供水指数法在河南干旱遥感监测中.pdf

2014年全国气象卫星应用技术交流会—— 植被供水指数法在2008年河南省干旱 灾害遥感监测中的应用研究 郭其乐 2014年5月13日 主要内容 一、 应用背景与研究现状 二、 植被供水指数法原理 三、 应用区域与处理方法 四、 实际应用与分析验证 五、 结论与讨论 一、应用背景与研究现状  应用背景 2008年10下旬到2009年2月下旬，发生在河南省 的冬春连旱，107天无有效降雨，其中97天滴雨未下， 使处于生长关键期的7900多万亩冬小麦，有5500万 亩受灾，并且山区出现了45万人次的饮水困难。 本次干旱持续时间之长、受旱范围之广、程度 之重为历史罕见，全省受灾面积超过6成，为1951年 以来之最。 一、应用背景与研究现状 一、应用背景与研究现状 河南省根据旱情的发展，启动了不同级别的应急响应，各相关部 门投入到抗旱斗争中。 2009年1月11 日，河南防总和黄河防总分别干旱黄色预警，启动三 级响应。 河南省气象部门于2009年1月7 日和1月29 日发布了干旱橙色和红色 预警信号，这是实行气象预警发布制度以来，河南省第一次发布干旱 预警信号。同时开展了利用卫星遥感技术对干旱发展进行动态连续监 测。 一、应用背景与研究现状 一、应用背景与研究现状  研究现状 □ 干旱分类 4类 农业干旱：由于土壤供水和作物需水不平衡，造成作物体内水分亏 缺影响作物正常生长发育; 气象干旱：由于降水和蒸发的收支不平衡所造成的异常水分短缺; 水文干旱：由于降水与地表水或地下水收支不平衡造成的水分短缺; 社会经济干旱：由于自然系统与人类社会经济系统的水资源供需不 平衡造成的水分短缺。 □ 农业干旱遥感监测  土壤湿度遥感监测： 光学遥感（热惯量法）、微波遥感（主动、被动） 一、应用背景与研究现状 □ 农业干旱遥感监测  作物需水状况的遥感监测（光学遥感范畴）： 作物形态监测：NDVI和条件NDVI法; 作物生理指标监测：温度条件指数（TCI）、冠气温差（单层、 双层WDI）、 作物综合指标监测：植被供水指数法（VSWI）、温度植被旱情指 数法（TVDI）等  光谱范围 可见光、近红外、热红外、微波等 二、植被供水指数法原理 植被供水指数（VSWI）表达式 VSWI=NDVI/T S 物理意义 基于农业干旱发生机理的综合性干旱监测指标，同时考虑了作物形 态和生理在受水分胁迫时的特征： ◆ 当作物受旱之后，叶绿素的色质会发生变化，特别是当出现叶片 凋萎不能正常生长时,叶面积指数会显著下降，NDVI减小，但具有滞后性。 ◆ 干旱状态下作物根部缺水使蒸腾作用受到抑制,叶面气孔关闭使 作物的冠层温度升高，具有很好的时效性。 因此，将植被指数与地表/冠层温度 （LST）两者相结合来进行干旱 监测。 二、植被供水指数法原理 关键参数1-归一化植被指数NDVI   NDVI nir red   nir red 关键参数2-地表/冠层温度LST 研究中采用中国农科院区划所和南京大学国际地球系统科学研究所 覃志豪等研究的基于MODIS数据的地表温度反演分裂窗算法。 该算法综合考虑了地表植被状况、地表比辐射率以及大气透过率对 反演地表温度的影响，极大地提高了地表温