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摘要：本文研究了一种基于角度的干旱监测光谱指数ABDI，并利用MODIS数据构建了四川南充地区20032006年归一化植被指数（NDVI）、归一化水分指数（NDWI）和角度光谱指数（ABDI）这三类光谱指数时间序列，同时结合南充地面气象数据补充分析，比较这三类光谱指数对南充2006年旱情响应情况及在区域监测中时效性，结果表明，归一化水分指数（NDWI）和角度光谱指数（ABDI）对地表水分信息比归一化植被指数（NDVI）更敏感，归一化水分指数（NDWI）和角度光谱指数（ABDI）能准确反映旱情时空变化，能很好反映干旱影响范围；ABDI是一个有效干旱监测指标。
关键词：ABDI；MODIS；NDVI；NDWI；干旱监测
1 研究数据及方法
1.1 研究数据
2006年夏季（6～8月）重庆、四川持续高温少雨，两省（市）夏季平均降水量345.9mm，只有常年同期67%，為1951年来历史同期最小值。同时，重庆、 四川盛夏（7～8月）平均气温之高也创1951年同期之最。重庆、四川部分地区高温日数持续之长、强度之大，均创下当地有气象记录来历史同期极值。持续高温少雨导致土壤失墒快，伏旱迅速发展加重，本文重点分析南充站周边地区干旱情况，海拔309m，地处四川盆地东部，正位于干旱最严重地区。
遥感资料选用美国NASA的8天合成MODIS反射率产品（MOD09A1，500m），气象数据资料来源自于中国气象科学数据共享服务网，《国际交换站气候资料日值数据集》下载数据为四川南充市气象台站台站，从2003年1月1日至2006年12 月31日日平均降水量、日平均相对湿度和日平均气温，结合地面气象数据，分析和评价所建立的新指数角度光谱指数（ABDI）和目前已有的、较常用的归一化植被指数（NDVI），归一化水分指数（NDWI）这三类指数干旱监测中敏感性和时效性，分析演变规律和特性及其与干旱发生和发展关系。
1.2 研究方法
本文主要研究一种角度光谱指数及其在干旱监测中的应用。根据植被的光谱指数特性，将卫星可见光和近红外波段进行组合，可定义各种植被指数。
2 数据处理与分析
2.1 数据处理
在本文研究的三种光谱指数中只涉及到RED（红光波段），NIR（近红外波段）和SWIR（短波红外波段）应用，这三种波段分别对应MOD09A1产品第一通道，第二通道和第六通道。对上述三类指数进行非线性时间序列分析，分析它们演变规律和特征及其与干旱发生发展关系，本文分别选取以南充市区为中心，南充市区西北方郊县，南充市区东南方郊县三个36平方公里。将MOD09A1产品中值除以10000处理后照同样方法得到ABDI在20032006年每一年每一个8天合成值，将数据处理后得到三种光谱指数值，用MATLAB软件编程处理得出三种光谱指数时间序列图（图略）。
2.2 数据分析
提取2003年1月1日至2006年12月31日日平均降水量用MATLAB软件编程处理得出，降水直接影响旱情，2006年夏季四川盆地云量持续偏少、降水严重不足，本已缺乏正常补给的地表水分又被异常高温强烈蒸发消耗，加之盆地河流上游（四川省西部高原地区）也因降水偏少而补给锐减，导致四川盆地（特别是东部）大范围、长时间严重干旱。伏旱从6月下旬开始，到8月中下旬最严重，九月初开始下雨，旱期长达近三个月。由2006年干旱看，当年7月降水量相比20032005年同期降水量明显减少。当旱情发生时，归一化水份指数（NDWI）和角度光谱指数（ABDI）表现较为敏感，两者曲线随干旱增加明显下降，最后趋近于0。 而归一化植被指数 （NDVI）曲线下降趋势滞后于归一化水份指数（NDWI）和角度光谱指数 （ABDI）曲线，能有效反应地表水分含量信息，地表受水分胁迫时，很快指示干旱情况，而归一化植被指数（NDVI）对干旱指示并不灵敏。2006年归一化植被指数（NDVI）趋势较往年有大幅下降，时间上也有明显滞后性，可间接反映旱情。在短期干旱监测中，归一化水分指数（NDWI）和角度光普指数（ABDI）能准确地反映旱情时空变化，能很好反映干旱影响范围，监测效果比归一化植被数值（NDVI）好。以上结果表明，角度光谱指数（ABDI）是一个有效干旱监测指标。
3 MODIS植被指数数据库
MODIS植被指数数据库建立思路：本文研究南充地区20032006年MODIS植被指数，且研究南充市区，南充西北方，东南方三个地点。20032005年均为正常年份，2006年夏天特大伏旱。将20032005年MODIS植被指数求平均计算，平均值能代表南充地区平均水平，以此作为MODIS植被角度光谱指数（ABDI）数据库。
4 结论与讨论
研究表明，角度光谱指数（ABDI）像归一化水分指数（NDWI）一样能有效地提取植被冠层水分含量，与NDVI相比，能更灵敏响应植被受水分胁迫信息，较准确地监测区域旱情时空状况。干旱是一种复杂自然现象，具有随机性、地域性、隐蔽性和不易觉察等特点，给遥感干旱监测带来不确定性。SWIR（短波红外）是水分强吸收带，基于RED（红光）/NIR（近红外） SWIR（短波红外）角度光谱指数（ABDI）能较好反映地表水份含量。 因为土壤反射率随水份增加反射率有增高趋势，但两者形成角度变化不大，但反射率曲线幅度明显大于干燥土壤反射率。所以角度光谱指数 （ABDI）是一个有效干旱监测指标，反映土壤水分状况。这次研究只是间接从气象资料角度验证ABDI在提取植被冠层水分上有效性及相比NDVI敏感优势。对于ABDI与作物冠层水分含量相关性研究，特别旱情逐步恶化时，相关变化还需进一步实测研究。
参考文献：
[1]张文江，陆其峰，高志强.区域地表水热通量遥感的空间不均匀性分析.自然科学进展，2007，17（10）.
作者简介：谭丽娜（1987），女，蒙古族，青海西宁湟源县人，本科，工程师，从事气象天气预报工作。
关键词：ABDI；MODIS；NDVI；NDWI；干旱监测
1 研究数据及方法
1.1 研究数据
2006年夏季（6～8月）重庆、四川持续高温少雨，两省（市）夏季平均降水量345.9mm，只有常年同期67%，為1951年来历史同期最小值。同时，重庆、 四川盛夏（7～8月）平均气温之高也创1951年同期之最。重庆、四川部分地区高温日数持续之长、强度之大，均创下当地有气象记录来历史同期极值。持续高温少雨导致土壤失墒快，伏旱迅速发展加重，本文重点分析南充站周边地区干旱情况，海拔309m，地处四川盆地东部，正位于干旱最严重地区。
遥感资料选用美国NASA的8天合成MODIS反射率产品（MOD09A1，500m），气象数据资料来源自于中国气象科学数据共享服务网，《国际交换站气候资料日值数据集》下载数据为四川南充市气象台站台站，从2003年1月1日至2006年12 月31日日平均降水量、日平均相对湿度和日平均气温，结合地面气象数据，分析和评价所建立的新指数角度光谱指数（ABDI）和目前已有的、较常用的归一化植被指数（NDVI），归一化水分指数（NDWI）这三类指数干旱监测中敏感性和时效性，分析演变规律和特性及其与干旱发生和发展关系。
1.2 研究方法
本文主要研究一种角度光谱指数及其在干旱监测中的应用。根据植被的光谱指数特性，将卫星可见光和近红外波段进行组合，可定义各种植被指数。
2 数据处理与分析
2.1 数据处理
在本文研究的三种光谱指数中只涉及到RED（红光波段），NIR（近红外波段）和SWIR（短波红外波段）应用，这三种波段分别对应MOD09A1产品第一通道，第二通道和第六通道。对上述三类指数进行非线性时间序列分析，分析它们演变规律和特征及其与干旱发生发展关系，本文分别选取以南充市区为中心，南充市区西北方郊县，南充市区东南方郊县三个36平方公里。将MOD09A1产品中值除以10000处理后照同样方法得到ABDI在20032006年每一年每一个8天合成值，将数据处理后得到三种光谱指数值，用MATLAB软件编程处理得出三种光谱指数时间序列图（图略）。
2.2 数据分析
提取2003年1月1日至2006年12月31日日平均降水量用MATLAB软件编程处理得出，降水直接影响旱情，2006年夏季四川盆地云量持续偏少、降水严重不足，本已缺乏正常补给的地表水分又被异常高温强烈蒸发消耗，加之盆地河流上游（四川省西部高原地区）也因降水偏少而补给锐减，导致四川盆地（特别是东部）大范围、长时间严重干旱。伏旱从6月下旬开始，到8月中下旬最严重，九月初开始下雨，旱期长达近三个月。由2006年干旱看，当年7月降水量相比20032005年同期降水量明显减少。当旱情发生时，归一化水份指数（NDWI）和角度光谱指数（ABDI）表现较为敏感，两者曲线随干旱增加明显下降，最后趋近于0。 而归一化植被指数 （NDVI）曲线下降趋势滞后于归一化水份指数（NDWI）和角度光谱指数 （ABDI）曲线，能有效反应地表水分含量信息，地表受水分胁迫时，很快指示干旱情况，而归一化植被指数（NDVI）对干旱指示并不灵敏。2006年归一化植被指数（NDVI）趋势较往年有大幅下降，时间上也有明显滞后性，可间接反映旱情。在短期干旱监测中，归一化水分指数（NDWI）和角度光普指数（ABDI）能准确地反映旱情时空变化，能很好反映干旱影响范围，监测效果比归一化植被数值（NDVI）好。以上结果表明，角度光谱指数（ABDI）是一个有效干旱监测指标。
3 MODIS植被指数数据库
MODIS植被指数数据库建立思路：本文研究南充地区20032006年MODIS植被指数，且研究南充市区，南充西北方，东南方三个地点。20032005年均为正常年份，2006年夏天特大伏旱。将20032005年MODIS植被指数求平均计算，平均值能代表南充地区平均水平，以此作为MODIS植被角度光谱指数（ABDI）数据库。
4 结论与讨论
研究表明，角度光谱指数（ABDI）像归一化水分指数（NDWI）一样能有效地提取植被冠层水分含量，与NDVI相比，能更灵敏响应植被受水分胁迫信息，较准确地监测区域旱情时空状况。干旱是一种复杂自然现象，具有随机性、地域性、隐蔽性和不易觉察等特点，给遥感干旱监测带来不确定性。SWIR（短波红外）是水分强吸收带，基于RED（红光）/NIR（近红外） SWIR（短波红外）角度光谱指数（ABDI）能较好反映地表水份含量。 因为土壤反射率随水份增加反射率有增高趋势，但两者形成角度变化不大，但反射率曲线幅度明显大于干燥土壤反射率。所以角度光谱指数 （ABDI）是一个有效干旱监测指标，反映土壤水分状况。这次研究只是间接从气象资料角度验证ABDI在提取植被冠层水分上有效性及相比NDVI敏感优势。对于ABDI与作物冠层水分含量相关性研究，特别旱情逐步恶化时，相关变化还需进一步实测研究。
参考文献：
[1]张文江，陆其峰，高志强.区域地表水热通量遥感的空间不均匀性分析.自然科学进展，2007，17（10）.
作者简介：谭丽娜（1987），女，蒙古族，青海西宁湟源县人，本科，工程师，从事气象天气预报工作。