区域水分收支或供需不平衡,导致水分短缺而影响到人类生存和经济发展的气候现象,被称为干旱。美国气象学会将干旱分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱,农业作为我国的第一产业,农业干旱的发生会对我国的经济发展造成巨大的影响。运用先进有效的干旱监测方法,对人民生活和社会的经济发展都存在着重要意义。传统的基于气象站点的统计数据对干旱监测不具有及时和精确的特点,相反卫星遥感具有宏观、综合、实时等特点,能够及时、准确、全面地获取大范围区域的干旱情况,利于促进农业生产,使得粮食安全和区域可持续发展得到了保证。本文研究区新疆维吾尔自治区是国家最大的棉花和名优瓜果基地,但是新疆地处干旱-半干旱气候区,这种气候环境加剧了盐渍化的发展,阻碍了农业生产。地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)数据对干旱情况都有揭示作用,若单独使用均存在一定的局限性,而二者结合使用可以通过代表绿色植被对干旱胁迫环境的反应来揭示土壤水分信息,反应植被是否受到了干旱的影响。基于这两个因子构建的二维特征空间,计算出温度-植被干旱指数(TVDI)综合了两个参数分别具有的生态意义。本研究使用中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据,10cm、20cm土壤相对湿度气象站点数据作为验证数据,以LST-NDVI特征空间理论为基础,构建了新疆2004-2013年十年间的植被生长期(3-8月)每月的LST-NDVI特征空间,计算出各个月TVDI的干旱变化图。本文充分利用了MODIS数据的高时间分辨率的优势,以及其对大范围区域的干旱监测所满足的空间分辨率要求,从空间和时间两个方面得到了新疆干旱分布和变化情况。研究主要方法和结果如下：(1)从2004到2013年,用五年为一个时间段,分别用最大、最小合成法提取相同植被指数间隔下的3-8月每月最大、最小地表温度,构成新的特征空间边界,最后用线性拟合获得合成特征空间的干、湿边,得到五年合成的LST-NDVI特征空间。根据对单一时段和合成特征空间边界的斜率、截距变化图的分析,确定了原始边界的不稳定性,各个月的截距和斜率年际变化浮动较大。合成干边的截距大于单一时段截距,合成湿边的截距小于单一时段截距,合成的特征空间更加稳定。(2)将计算得到的TVDI分为无旱(0-0.67)、轻旱(0.67-0.74)、中旱(0.74-0.8)、重旱(0.8-0.86)和特旱(0.86-1)五个等级,根据TVDI等级分布图得到新疆多年来的干旱情况分布趋势一致,重、特旱主要分布在新疆的两大盆地(塔里木盆地、准噶尔盆地),沿着盆地向外延伸旱情逐渐减轻,盆地边缘和沿山脉地区的主要干旱等级为无旱、轻旱,重、特旱都分布在戈壁和沙漠地带。每年三月份由于地表温度过低,植被还在生长初期,TVDI对其的监测效果并不理想,包含多处无值像素点。随着时间接近8月,气温逐渐上升和植被生长,无值像素点减少,干旱面积也有扩大趋势。(3)分析2013年8月TVDI指数分别与地表温度、植被指数的相关性发现,TVDI与地表温度的相关性达到0.989,而TVDI与植被指数的相关性仅为0.409,远低于TVDI对地表温度的响应,结果表明植被指数反应旱情的能力有限,而TVDI对地表温度的变化更加敏感,用地表温度对干旱进行评估更有可取性。(4)用21-24个气象站点10cm和20cm土壤相对湿度数据对2012年TVDI进行验证。10cm土壤相对湿度数据和‘TVDI呈负相关,相关系数绝对值大于0.617,即TVDI值越高,土壤相对湿度越低。20cm土壤相对湿度与TVDI无明显相关性,这反映了TVDI对干旱监测有可靠性,10cm土壤相对湿度比20cm土壤相对湿度更能反应研究区的干旱情况。(5)由2004-2013年中研究区干旱面积所占全区比重的变化曲线看出,各月的干旱面积比重呈波动变化,波动范围在33%-67%,但是根据趋势线看出其变化趋势平稳,保持在59%左右。重、特旱面积比重变化趋势与干旱面积比重变化一致,二者的峰值和低值基本出现在同月,重、特旱面积比重的变化范围在2%-33%之间,根据趋势线看出重、特旱面积比重呈轻微上升趋势,由16%升高到20%,2009年的比重下降是由于春夏季新疆的气温持续偏低,而2011年比重上升是由于高温和洪涝、冰雹等影响。(6)各月TVDI与多年各月TVDI均值的差值揭示了研究区的大部分地区2004-2014年的TVDI等级分布趋势一致,变化范围在-700～700之间,变化起伏剧烈区域仅位于局部地区,变化最明显的地区是南疆塔里木盆地边缘和北疆沿天山一带。常年处于强旱的地区TVDI变化起伏不大,而植被生长较为茂盛的绿洲地区才是TVDI起伏较大的地区,结果揭示了干旱监测重点需要关注的植被生长茂盛地区。由于气温较往年偏高、降水稀少,2007年的南疆和2008年北疆的TVDI距平都呈现在500～900的范围内。(7)基于TVDI均值的春季(3-5月)和夏季(6-8月)干旱情况有明显的变化,夏季的无旱面积明显低于春季,并且重、特旱面积也远远高于春季,TVDI的季节性变化主要是由于夏季地表温度的升高和植被长势的转好,这点结果再次印证了地表温度对TVDI干旱监测的重要作用。