[发明专利]一种综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法

说明书

本发明公开了一种综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法，包括以下步骤：S1、获取大尺度遥感数据并进行处理；S2、构建旱情监测模型VDI；S3、划分研究区的旱情基本单元；S4、基于旱情区划单元，在每个区划单元内估算VDI权重系数；S5、确定VDI旱情级别阈值；S6、获取旱情分布结果。本发克服了仅采用植被指数和地表温度的干旱指数模型无法及时反映旱情空间分布和变化状态的弊端，并解决了温度指数与植被指数相关性不显著情况下影响旱情监测精度的问题；此外，弥补了单一系数模型的不足，有效提高了大尺度草地旱情监测的准确性。

技术领域

本发明涉及一种旱情监测方法，尤其涉及一种综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法。

背景技术

旱灾持续时间长，影响范围广，短时间内反复发生，是对人类社会特别是农业生产造成损失最严重的自然灾害之一，对国民经济的发展有重大的影响。随着全球气候变暖，干旱发生频率有明显上升的趋势，全世界有20亿人口和41％的地区受到不同程度的干旱影响。准确掌握旱情程度和分布，及时采取有效的防旱抗旱措施，科学地指导农业生产，具有重要的现实意义。

传统的干旱监测方法，主要是根据有限的旱情测量站点测定土壤水分含量来进行旱情监测，采样速度慢、范围有限，而且花费大量的人力物力，难以满足当前实时、大尺度旱情监测的需求。随着遥感技术的迅速发展，通过卫星影像快速获取大尺度数据能够实现实时或准实时大范围旱情监测。目前，现有大尺度旱情监测指数多建立在地表温度与植被指数呈负相关的基础上，在地表温度与植被指数呈现正相关或不相关的地区旱情监测精度存在明显偏差，而且植被指数对土壤水分和干旱的反应具有滞后性，受不同区域地表大气环流、下垫面条件、不同生长期等因素影响，现有的大多数旱情监测指数都有其不同的适用范围，导致了旱情监测结果的精度无法得到有效保证。

综合而言，现有的草地旱情监测方法主要存在以下三大技术缺陷：第一，旱情的监测需要实时快速响应，现有技术仅仅依靠植被指数和温度因子无法及时获取旱情的变化动态，导致了旱情监测响应不够及时；第二，未考虑在植被指数与温度指数相关性不显著的情况，导致不受温度胁迫情况下的旱情监测精度的降低；第三，现有技术仅依赖单一系数模型，未考虑不同下垫面类型的特殊性，导致模型适用的区域和范围十分有限。

由此，基于现有的草地旱情监测技术的局限性，亟需提出一种综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法，包括以下步骤：

S1、获取大尺度遥感数据并进行处理；

S2、构建旱情监测模型VDI；

S3、划分研究区的旱情基本单元；

S4、基于旱情区划单元，在每个区划单元内估算VDI权重系数；

S5、确定VDI旱情级别阈值；

S6、获取旱情分布结果。

2、根据权利要求1所述的综合考虑温度和水分胁迫的草地旱情监测方法，其特征在于：步骤S1中，获取长时间序列公里级中低分辨遥感数据作为大尺度遥感数据，中低分辨遥感数据包括MODIS日产品植被指数NDVI₀和地表温度LST₀，近红外反射率数据ρ_NIR0和短波红外反射率数据ρ_SWIR0，空间分辨率均为1km。

进一步地，步骤S1中，通过近红外波段与短波红外波段运算，获取日植被水分指数NDWI，如式1所示：