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本研究旨在寻找一种简易的,基于被动微波遥感观测数据(AMSR-E)的干旱指数,用于快速监测地表干旱。
引言部分对国内外研究干旱的热红外、可见光一近红外一热红外、微波遥感方法进行了介绍。由于微波对水分较为敏感,因此微波遥感方法具有较好的发展前景。
首先采用距平植被指数和条件植被指数法来监测河北省1997年夏季的干旱,统计发生旱灾的面积,与当年统计资料对比分析,误差为11.3%。植被指数法监测地表干旱需要较长年代的资料累积,容易受到天气状况的影响,并且在地表无植被情况下不可用,而微波法可以克服以上缺点。
受地球形状的影响,中低纬度区域每天的AMSR-E数据在扫描带之间存在着5-10km不等的间隙(其中89GHz为5km)。基于2005年和2006年AMSR-E的亮点温度,通过编程将连续三天数据合成,实现微波数据在研究区域的完全覆盖。在前人研究的基础上,将AMSR-E数据其中10个波段的亮点温度通过不同的组合方式形成43种干旱指数作为候选干旱指数。假设经过复杂程序反演得到的AMSR-E Land3 SM能较好的反映地表干旱程度,通过分析候选干旱指数与土壤湿度的相关性,找到其中相关性较好的8种干旱指数;由于微波波段会受到地表类型的影响,因此各种干旱指数也会受地表类型的影响,利用地表分类数字地图分别分析上述8种相关系数较好的干早指数在各种地表类型下的适用性,发现其中两种比值干旱指数27(TBv06.9/TBv36.5)和29(TBv10.7/TBv36.5)对各种地形的适用性较好。选择河北省内具有代表性的三个站点,分析干旱指数27和29的日变化,并与这些站点同期降雨量变化进行比较,发现干旱指数的日变化与降雨量的日变化有相似性,即在时间变化上具有相关性;选择河北省2006年相对干旱的3月份,计算干旱指数分布图,与河北省136个观测站的同期月降水距平百分率图进行比较,发现旱情的分布情况相似,即在空间变化上具有相关性。因此得出比值干旱指数27和29用来监测河北省的地表干旱具有一定的可行性。以上微波干旱指数是建立在特定的时间和空间上的,在其它地区的适用性还有待于探讨,并且在空间上的精度需要进一步提高。