[发明专利]一种基于MODIS数据的农业干旱监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农田干旱监测方法。

背景技术

干旱的发生过程是潜在的，不容易发现；农田干旱的发生特征是影响范围大，带来严重的灾难性后果和经济损失；研究、评价干旱发生和发展的过程，可以采取相应的抗旱防灾减灾措施，减少农业灾害损失。随着遥感技术的发展，遥感以其动态、实时、多光谱、廉价的优势，为旱情监测开辟了新的途径。遥感获取的植被指数和地表温度是描述地球表面特征的两个十分重要参数，因此干旱发生时，可通过植被指数或地表温度的变化来揭示作物生理异常特征，间接反映农田水热胁迫状况。按照遥感数据所使用的波段可分为：可见光、近红外、热红外、微波等。由于所使用的波段不同，产生了众多模型和方法。如水分亏缺指数模型、温度植被干旱指数模型等。虽然用于农业旱灾监测的模型很多，但大多数只是实验性的研究。因此探索一种相对精确的农田干旱监测方法非常必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用遥感技术进行地表干旱监测的新方法，该农田干旱监测，利用作物供水指数和降雨距平指数来确定农业旱情指数。在进行旱情监测时利用MODIS数据反演植被指数和地表温度，利用植被指数和地表温度计算作物供水指数。利用降水数据计算降水距平指数。最后对旱情指数进行级别划分来确定干旱严重程度。。

本发明采用基于植被指数和地表温度的农业干旱监测模型来进行监测，在监测的过程中对模型生态参数进行改进，所表述地表旱情的相应参数按照如下方法确定：以被监测农田地块所对应的MODIS各波段像元的光谱反射率数据为基础；

一种基于MODIS数据的农业干旱监测方法，主要是借助遥感技术手段在大区域尺度上探讨一种客观、动态、实时、准确、易于实现的监测方法。在本方法中采用基于植被指数和地表温度的农业干旱监测模型来进行监测，在监测的过程中对模型生态参数进行改进，所表述地表旱情的相应参数按照如下方法确定：

以被监测农田地块所对应的MODIS各波段像元的光谱反射率数据为基础；

要得到EVI、T_s、VSWI和SDI参数，对所选波段的遥感数据进行统一的预处理，主要包括按常规方法进行(在ERDAS或ENVI等遥感软件中处理)辐射量计算、几何校正、云检测、投影转换，以便进一步进行匹配计算；在计算降雨距平指数时，首先应将降雨数据进行插值处理，得到降水距平图；插值完成后统一转成栅格数据，以便与遥感数据对比分析。

1)植被指数的计算：

EVI=G×ρNIR-ρRedρNIR+C1×ρRed-C2×ρBlue+L]]>

EVI为增强植被指数，ρ_NIR、ρ_Red和ρ_Blue分别为被监测农田地块所对应的MODIS的近红外波段、红光波段和蓝光波段像元的光谱反射率；L为背景调整项；C₁和C₂为拟合系数；G为增益因子；在计算MODIS-EVI时，L＝1，C₁＝6，C₂＝7.5，G＝2.5；分别计算出被监测农田地块所对应的遥感影像各像元点的EVI数据；

2)地表温度反演

地表温度是农业旱灾监测的一个基本参数，其计算方法采用覃志豪等(覃志豪，高懋芳，秦晓敏等，农业旱灾监测中的地表温度遥感反演方法-以MODIS数据为例[J].自然灾害学报，2005，14(4)：64-71.)提出的基于中大尺度MODIS数据的劈窗算法，其计算公式为：