本文關(guān)鍵詞：基于MODIS數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)的邢臺(tái)地區(qū)夏玉米旱情監(jiān)測(cè)研究

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【摘要】：華北地區(qū)作為我國(guó)北方旱情嚴(yán)重區(qū),干旱化趨勢(shì)愈來(lái)愈明顯,邢臺(tái)地區(qū)位于華北地區(qū)中部,干旱水資源短缺十分嚴(yán)重。干旱發(fā)生的頻率、影響范圍、持續(xù)時(shí)間以及危害程度在各類自然災(zāi)害中居首位。在夏玉米生育期內(nèi),邢臺(tái)地區(qū)降水量較多,但由于降水的時(shí)間和空間分布不均,并不能滿足夏玉米各個(gè)生長(zhǎng)階段需誰(shuí)要求,導(dǎo)致夏玉米在其生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)旱情,因此依然需要灌溉來(lái)保障高產(chǎn)。對(duì)夏玉米生育期內(nèi)的旱情進(jìn)行監(jiān)測(cè)分為氣象監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)兩種,兩種不同方法對(duì)旱情監(jiān)測(cè)存在一定的差別,但總體上看基本一致。氣象監(jiān)測(cè)是基于站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)農(nóng)作物的旱情反應(yīng)缺少全面性；遙感監(jiān)測(cè)是基于面上監(jiān)測(cè),能從整體上反映作物旱情的變化情況。植被指數(shù)和地表溫度兩個(gè)參數(shù)可以通過(guò)植被對(duì)干旱脅迫環(huán)境的反應(yīng)揭示土壤的水分信息,由于兩者單獨(dú)使用時(shí)均存在局限性,因此需要將兩者結(jié)合起來(lái),植被地表溫度指數(shù)不僅可以指示植被受旱時(shí)的水熱脅迫環(huán)境,同時(shí)揭示了植被在這種脅迫環(huán)境下表現(xiàn)出的癥狀,可有效提高干旱監(jiān)測(cè)的精度和效率。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外干旱監(jiān)測(cè)進(jìn)行了系統(tǒng)分析,尋求適合邢臺(tái)地區(qū)作物干旱監(jiān)測(cè)方法。如何應(yīng)對(duì)干旱已經(jīng)成為邢臺(tái)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一,為了有效綜合應(yīng)對(duì)干旱問(wèn)題,本文從旱情的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程、影響因子、應(yīng)對(duì)措施三個(gè)方面探討。內(nèi)容與過(guò)程如下：(1)由MODIS遙感影像經(jīng)過(guò)處理、計(jì)算后得到地表溫度、植被指數(shù)數(shù)據(jù),用ENVI軟件對(duì)地表溫度、植被指數(shù)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理,計(jì)算出TVDI值,對(duì)邢臺(tái)地區(qū)夏玉米旱情進(jìn)行遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：對(duì)降水量和夏玉米需水量進(jìn)行計(jì)算,得出各個(gè)生育期不同年份降水滿足率,進(jìn)行氣象干旱監(jiān)測(cè)。(2)模型的驗(yàn)證性評(píng)價(jià)包括兩個(gè)方面：一、利用SPSS軟件分別對(duì)TVDI與LST和NDVI之間的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,TVDI與LST呈正相關(guān)關(guān)系且相關(guān)性較強(qiáng),而與NDVI呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,但相關(guān)性較弱,說(shuō)明地表溫度相比植被指數(shù)能更好的表示旱情發(fā)生的變化。二、TVDI與20cm表層土壤濕度的相關(guān)性分析。利用SPSS軟件對(duì)2005-2010年夏玉米播種拔節(jié)期的TVDI值與20cm土壤濕度進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示,TVDI與20cm土壤濕度均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系且相關(guān)性較強(qiáng),表明用TVDI指數(shù)對(duì)邢臺(tái)地區(qū)夏玉米旱情監(jiān)測(cè)有一定的合理性。(3)同一生育期不同區(qū)域旱情變化：從旱情等級(jí)分布圖中可以看出,播種拔節(jié)期,2005-2009年西部丘陵區(qū)和東部平原區(qū)旱情以重旱為主,2010年?yáng)|部平原區(qū)旱情較輕；拔節(jié)抽穗期,2005年、2007年、2008年、2009年西部丘陵區(qū)北部旱情嚴(yán)重,2006年西部丘陵區(qū)南部和東側(cè)旱情嚴(yán)重,2010年中部平原區(qū)旱情較重；抽穗灌漿期2005-2008年西部丘陵區(qū)旱情較為嚴(yán)重,其余地區(qū)多以輕旱和中旱為主,2009-2010年?yáng)|部平原區(qū)旱情較輕,以正常為主。灌漿成熟期,2005年、2010年西部丘陵區(qū)旱情嚴(yán)重,2006年、2009年大部分地區(qū)以重旱為主,2007年、2008年西部丘陵區(qū)和東部平原區(qū)旱情嚴(yán)重。(4)從氣象干旱監(jiān)測(cè)圖中可知,播種拔節(jié)期,2005年、2007年、2009年、2010年?yáng)|部平原區(qū)臨西、清河、南宮降水滿足率高,其余各縣較低,2006年、2008年中部平原區(qū)巨鹿、平鄉(xiāng)等縣降水滿足率較高,其余各縣均較低。拔節(jié)抽穗期,2006年、2008年、2009年降水基本能滿足需水要求；2005年、2010年?yáng)|部平原區(qū)臨西、清河等地降水滿足率高,2006年、2007年、2008年、2009年西部丘陵區(qū)沙河、中東部平原區(qū)臨西、巨鹿、任縣等縣降水滿足率高,其余各縣較低。抽穗灌漿期,2005-2010年降水量均不能滿足夏玉米生育期需水要求；灌漿成熟期和抽穗灌漿期,降水滿足率區(qū)域變化大體一致,但滿足率的高低有所不一,只有2009年降水量可以滿足夏玉米生育期需水量要求。(5)邢臺(tái)地區(qū)農(nóng)業(yè)旱情影響因子主要包括氣候、下墊面和灌溉因子三大方面。其中氣候因子主要包括降水和氣溫,下墊面因子主要包括土壤和地形地貌。(6)夏玉米產(chǎn)量高低與旱情分布等級(jí)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,旱情等級(jí)低的地區(qū)夏玉米產(chǎn)量高,旱情等級(jí)高的地區(qū)夏玉米產(chǎn)量低。對(duì)比旱情等級(jí)圖和夏玉米產(chǎn)量圖可以清晰的知道,內(nèi)丘、威縣、沙河等地旱情在不同年份各個(gè)生育期內(nèi)相對(duì)較為重,夏玉米產(chǎn)量相對(duì)較低,表明旱情等級(jí)分布圖在一定程度上與夏玉米產(chǎn)量基本吻合。(7)針對(duì)邢臺(tái)地區(qū)夏玉米不同生育期提出不同的應(yīng)對(duì)旱災(zāi)措施：水資源優(yōu)化配置、引進(jìn)先進(jìn)的灌溉技術(shù)、根據(jù)天氣變化適時(shí)調(diào)整播種時(shí)間、提高自然降水的有效利用率,引進(jìn)抗旱性較強(qiáng)的新品種等。
【關(guān)鍵詞】：邢臺(tái)地區(qū) 夏玉米 TVDI 降水滿足率 旱情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S513;S423
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 引言12-17
• 1.1 研究背景及研究意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外干旱監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展13-15
• 1.2.1 遙感干旱監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展14
• 1.2.2 氣象干旱監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展14-15
• 1.3 研究方法、路線15-17
• 2 研究區(qū)概況17-23
• 2.1 自然條件概況17-20
• 2.1.1 地理位置17
• 2.1.2 地形地貌17-18
• 2.1.3 氣候18-19
• 2.1.4 水資源19
• 2.1.5 土地資源19-20
• 2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況20-21
• 2.2.1 行政區(qū)劃20-21
• 2.2.2 人口和經(jīng)濟(jì)21
• 2.3 邢臺(tái)地區(qū)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)概況21
• 2.4 數(shù)據(jù)來(lái)源21-23
• 2.4.1 MODIS數(shù)據(jù)介紹21-22
• 2.4.2 植被指數(shù)數(shù)據(jù)22
• 2.4.3 地表溫度數(shù)據(jù)22
• 2.4.4 土壤濕度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)22
• 2.4.5 社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)22-23
• 3 溫度植被干旱指數(shù)(TVDI)模型的建立23-33
• 3.1 原理與方法23-24
• 3.2 植被指數(shù)和地表溫度數(shù)據(jù)的處理24-25
• 3.2.1 植被溫度數(shù)據(jù)的處理24-25
• 3.2.2 地表溫度數(shù)據(jù)的處理25
• 3.2.3 氣象數(shù)據(jù)處理25
• 3.3 Ts-NDVI特征空間的建立25-29
• 3.4 干濕邊方程的提取29-31
• 3.5 模型的驗(yàn)證性評(píng)價(jià)31-33
• 3.5.1 TVDI與LST和NDVI的關(guān)系31
• 3.5.2 TVDI與實(shí)測(cè)土壤濕度性關(guān)性分析31-33
• 4 邢臺(tái)地區(qū)夏玉米干旱監(jiān)測(cè)33-47
• 4.1 基于TVDI指數(shù)旱情監(jiān)測(cè)33-39
• 4.1.1 研究區(qū)旱情等級(jí)的劃分33
• 4.1.2 旱情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果33-39
• 4.2 基于氣象數(shù)據(jù)旱情監(jiān)測(cè)39-46
• 4.2.1 降水量表征氣象干旱39-46
• 4.2.2 基于降水指數(shù)旱情監(jiān)測(cè)46
• 4.3 兩種干旱監(jiān)測(cè)差別46-47
• 5 邢臺(tái)地區(qū)干旱與其主要影響因子之間的關(guān)系47-52
• 5.1 與氣候因子之間的關(guān)系47-48
• 5.1.1 降水量影響47-48
• 5.1.2 氣溫影響48
• 5.2 與下墊面因子之間的關(guān)系48-50
• 5.2.1 土壤影響48-50
• 5.2.2 地形地貌影響50
• 5.3 與灌溉之間的關(guān)系50-52
• 6 農(nóng)業(yè)旱情對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響及其對(duì)策分析52-55
• 6.1 對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響52-54
• 6.2 對(duì)策分析54-55
• 7 結(jié)論與討論55-58
• 7.1 結(jié)論55-56
• 7.2 討論56
• 7.3 創(chuàng)新點(diǎn)56-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 后記63-64
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果清單64

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本文編號(hào)：523390