[发明专利]温度光合有效辐射吸收比水分盈亏量干旱指数测量方法

说明书

本发明是温度光合有效辐射吸收比水分盈亏量干旱指数测量方法，主要包括以下6个步骤：①获取研究区遥感影像数据、气象站点和农业气象站点数据；②统一遥感数据的时间和空间分辨率，并对遥感数据进行预处理，主要包括产品数据与真实值之间的转换，利用S‑G滤波对MODIS低质量数据进行处理等；根据气象站点的降水和温度计算SPEI；③将水分盈亏量、光合有效吸收比例和地表温度进行标准化异常处理，然后进行归一化处理；④将③中数据带入欧式距离公式获得三维TFWBDI干旱指数，获得TFWBDI干湿状况影像图；⑤根据TFWBDI值分析干湿状况。本发明基于像元层次，适用于复杂植被类型下干湿监测时空分布特征和规律研究，完善了VCI、TCI和PCI仅考虑一种因素监测旱情的不足。

技术领域

本发明涉及旱情检测技术领域，尤其涉及温度光合有效辐射吸收比水分盈亏量干旱指数测量方法。

背景技术

干旱过程复杂和涉及方面较多，是最复杂和了解较少的自然灾害之一。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、粮食安全和人类社会，成为世界突出问题。以中国为例，《中国水旱灾害公报2017》指出2006-2017年农业旱灾面积达15316千公顷/年，成灾面积为8126千公顷/年，造成经济损失882亿元/年。而且，陆地生态系统的观测和模拟研究表明，长期持续的干旱事件会影响陆地生态平衡，造成生态系统的植被生产力降低和物种的多样性减少等。随着遥感卫星技术的高速发展，干旱遥感监测已成为常规手段。遥感监测干旱的方法有光谱特征空间法、温度植被干旱指数法、温度/植被/降水状态指数法等，其中温度/植被/降水状态指数法计算简单而得到广泛应用。

国内外利用温度/植被/降水状态指数法建立干旱指数TCI、VCI和PCI监测干旱，是对地表温度、植被和降水表征干旱的单一指标通过归一化处理对干旱不同角度量化和分析。其中TCI表示地表温度的变化对干旱的影响；VCI表示植被受环境的胁迫程度来量化干旱严重程度；PCI反映降水的动态变化。VCI、TCI和PCI均是基于多年同期区域相应指标的变化来定量评价旱情。

VCI、TCI和PCI均从单一的角度反映旱情，但干旱的过程复杂和涉及方面较多，因此从单一角度不能客观准确反映真实旱情。另外，VCI、TCI和PCI没有考虑区域性差异的影响，VCI会受研究区地表覆盖类型的影响，例如阔叶林、作物和裸地等的NDVI大小顺序依次为阔叶林作物裸地，根据VCI计算公式可得，裸地因其NDVI最小降雨后仍是最干旱的，作物灌溉后其干旱程度仍严重于阔叶林，且NDVI在高植被覆盖区还会出现饱和现象；TCI和PCI会受到南北差异、极端温度及降水等研究区地理位置和极端天气的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种温度光合有效辐射吸收比水分盈亏量干旱指数测量方法的测量方法，解决了现有技术中存在的旱情检测过程中单一角度无法全面反映干旱情况的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：温度光合有效辐射吸收比水分盈亏量干旱指数测量方法测量方法，其特征在于，包括以下主要步骤：

1)获取研究区遥感数据、研究区气象站点数据和农业气象站点数据；

2)对步骤1)遥感数据统一时间和空间分辨率，把土壤含水量、蒸散通量和降水通量分别转化为土壤体积含水量、蒸散量和降水量，根据降水量和蒸散量计算水分盈亏量；光合有效吸收比例和地表温度乘以系数得到真实的光合有效吸收比例和地表温度，并利用S-G滤波根据质量控制文件纠正低质量的数据；将温度、降水和相对土壤湿度根据站点时间整理出来；

3)对步骤2)的水分盈亏量、光合有效吸收比例和地表温度获取研究区的水分盈亏量、光合有效吸收比例和地表温度标准化异常。

4)对步骤3)获得的水分盈亏量、光合有效吸收比例和地表温度标准化异常进行归一化处理。

5)计算获得研究区2001-2018年每个像元的TFWBDI值；