[发明专利]一种太阳诱导叶绿素荧光干旱监测方法

说明书

本发明涉及一种太阳诱导叶绿素荧光干旱监测方法，包括以下步骤：获取研究地区遥感影像数据；利用均值法重采样统一遥感数据的空间分辨率，将MODIS地表温度(LST)产品乘以系数转化为真实值，再根据质量控制文件和S‑G滤波对低质量数据进行处理，提取研究区OCO‑2SIF数据；根据研究区分别确定LST_max、LST_min、SIF_max和SIF_min，将获取的LST_max、LST_min、SIF_max和SIF_min代入归一化公式获得研究区TCI和SCI影像图；利用熵权法确定TCI和SCI的权重代入TSDI计算公式，获取研究区TSDI影像；利用ESA CCI SM验证TSDI的适用性。本发明适用于植被覆盖条件下干旱监测，相比较基于NDVI的干旱指数对水热胁迫更敏感，且与植被光合作用直接相关，使植被生理干旱评估更加准确。

技术领域

本发明涉及干旱检测技术领域，尤其涉及一种太阳诱导叶绿素荧光干旱监测方法。

背景技术

在全球气候变化的条件下，植被生长常常遭受水热胁迫的影响。而且，干旱的频率、持续时间和严重程度在近几十年中呈增加趋势，严重威胁陆地生态系统和粮食安全。随着卫星遥感技术的发展，其衍生出了新的产品，如太阳诱导叶绿素荧光(Sun-inducedchlorophyll fluorescence，SIF)等。SIF本质上是植物光合作用过程中从叶绿素中逸出的能量，其与作物的光合作用直接相关，逐渐成为监测大区域植被生长状况的新型遥感数据源，被认为是比植被指数更可靠的指标。SIF可成为直接估计GPP的一个新方法，可提供与植被生理相关的大规模胁迫响应。

目前，国内外常常利用植被/温度/降水状态指数、温度植被干旱指数法、植被健康指数法、基于近红外-红光的光谱特征空间法等监测植被干旱情况。但是，这些干旱监测方法均与植被光合作用和生理胁迫没有直接关系。例如，植被指数法是基于植被绿度间接反映植被的胁迫状况，存在滞后性；温度/降水指数是基于外界环境反映植被受到的热胁迫和水胁迫；基于近红外-红光的光谱特征空间法是基于植被光谱特征反映植被状态，但植被光谱变化也存在滞后性，不能及时反映植被受到胁迫的真实状态。上述干旱指数均与植被光合作用和生理胁迫没有直接联系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳诱导叶绿素荧光监干旱监测方法，解决了现有技术中存在的现有的干旱指数均与植被光合作用和生理胁迫没有直接联系，不能及时反映植被受到胁迫的真实状态的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种太阳诱导叶绿素荧光干旱监测方法，包括以下步骤：

1)获取研究地区遥感影像数据；

2)对步骤1)的遥感影像数据采用均值法重采样统一空间分辨率；地表温度产品乘以系数得到真实的地表温度，并利用S-G滤波根据质量控制文件纠正低质量的数据；将SIF数据转化为栅格数据；

3)根据步骤2)的地表温度和SIF数据，获取研究区TCI和SCI干旱指数；

4)根据步骤3)的TCI和SCI数据，统计研究区5月到9月植被生长期所有像元数据，利用熵权法确定TCI和SCI的权重分别为α和β(α+β＝1)；

5)将步骤3)中TCI和SCI干旱指数的公式和步骤4)确定的TCI(α)和SCI(β)权重代入太阳诱导叶绿素荧光干旱指数TSDI计算公式，得到研究区TSDI影像；

6)利用EAS CCI土壤湿度数据验证步骤5)获得的TSDI干旱指数的适用性。

本发明的特点还在于：

步骤1)中，遥感影像数据包括地表温度、太阳诱导叶绿素荧光(Solar-Inducedchlorophyll Fluorescence,SIF)、土壤湿度。