[發明專利]一種綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法

有效

• 申請號: 202110046707.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112858632B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 常勝;陳虹;吳炳方;閆娜娜;張春燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院;中國自然資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N21/17
• 代理公司: 威海惠和惠知識產權代理事務所(普通合伙) 37387
• 代理人: 劉玉涵

本發明公開了一種綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法，包括以下步驟：S1、獲取大尺度遙感數據并進行處理；S2、構建旱情監測模型VDI；S3、劃分研究區的旱情基本單元；S4、基于旱情區劃單元，在每個區劃單元內估算VDI權重系數；S5、確定VDI旱情級別閾值；S6、獲取旱情分布結果。本發克服了僅采用植被指數和地表溫度的干旱指數模型無法及時反映旱情空間分布和變化狀態的弊端，并解決了溫度指數與植被指數相關性不顯著情況下影響旱情監測精度的問題；此外，彌補了單一系數模型的不足，有效提高了大尺度草地旱情監測的準確性。

技術領域

本發明涉及一種旱情監測方法，尤其涉及一種綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法。

背景技術

旱災持續時間長，影響范圍廣，短時間內反復發生，是對人類社會特別是農業生產造成損失最嚴重的自然災害之一，對國民經濟的發展有重大的影響。隨著全球氣候變暖，干旱發生頻率有明顯上升的趨勢，全世界有20億人口和41％的地區受到不同程度的干旱影響。準確掌握旱情程度和分布，及時采取有效的防旱抗旱措施，科學地指導農業生產，具有重要的現實意義。

傳統的干旱監測方法，主要是根據有限的旱情測量站點測定土壤水分含量來進行旱情監測，采樣速度慢、范圍有限，而且花費大量的人力物力，難以滿足當前實時、大尺度旱情監測的需求。隨著遙感技術的迅速發展，通過衛星影像快速獲取大尺度數據能夠實現實時或準實時大范圍旱情監測。目前，現有大尺度旱情監測指數多建立在地表溫度與植被指數呈負相關的基礎上，在地表溫度與植被指數呈現正相關或不相關的地區旱情監測精度存在明顯偏差，而且植被指數對土壤水分和干旱的反應具有滯后性，受不同區域地表大氣環流、下墊面條件、不同生長期等因素影響，現有的大多數旱情監測指數都有其不同的適用范圍，導致了旱情監測結果的精度無法得到有效保證。

綜合而言，現有的草地旱情監測方法主要存在以下三大技術缺陷：第一，旱情的監測需要實時快速響應，現有技術僅僅依靠植被指數和溫度因子無法及時獲取旱情的變化動態，導致了旱情監測響應不夠及時；第二，未考慮在植被指數與溫度指數相關性不顯著的情況，導致不受溫度脅迫情況下的旱情監測精度的降低；第三，現有技術僅依賴單一系數模型，未考慮不同下墊面類型的特殊性，導致模型適用的區域和范圍十分有限。

由此，基于現有的草地旱情監測技術的局限性，亟需提出一種綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法。

發明內容

為了解決上述技術所存在的不足之處，本發明提供了一種綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：一種綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法，包括以下步驟：

S1、獲取大尺度遙感數據并進行處理；

S2、構建旱情監測模型VDI；

S3、劃分研究區的旱情基本單元；

S4、基于旱情區劃單元，在每個區劃單元內估算VDI權重系數；

S5、確定VDI旱情級別閾值；

S6、獲取旱情分布結果。

2、根據權利要求1所述的綜合考慮溫度和水分脅迫的草地旱情監測方法，其特征在于：步驟S1中，獲取長時間序列公里級中低分辨遙感數據作為大尺度遙感數據，中低分辨遙感數據包括MODIS日產品植被指數NDVI₀和地表溫度LST₀，近紅外反射率數據ρ_NIR0和短波紅外反射率數據ρ_SWIR0，空間分辨率均為1km。

進一步地，步驟S1中，通過近紅外波段與短波紅外波段運算，獲取日植被水分指數NDWI，如式1所示：