基于CWSI與TVDI的關(guān)中地區(qū)干旱監(jiān)測(cè)對(duì)比與干旱時(shí)空特征研究
發(fā)布時(shí)間:2020-07-12 08:03
【摘要】:隨著全球氣候變化及區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化,干旱已成為全球范圍內(nèi)發(fā)生頻率較高的自然災(zāi)害之一。關(guān)中地區(qū)地處我國(guó)西部腹地,其特殊的氣候、地形、土壤、經(jīng)濟(jì)等自然人文環(huán)境造成了該地區(qū)旱災(zāi)多發(fā)的不利局面,同時(shí)關(guān)中地區(qū)又是我國(guó)重要的商品糧主產(chǎn)區(qū),干旱對(duì)該區(qū)域的糧食安全與經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定構(gòu)成了巨大威脅。因此,針對(duì)關(guān)中地區(qū)進(jìn)行干旱監(jiān)測(cè)研究,發(fā)展適宜的干旱監(jiān)測(cè)模型,及時(shí)準(zhǔn)確地分析干旱時(shí)空特征對(duì)該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。干旱遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)具有觀測(cè)范圍廣、獲取信息量大、響應(yīng)快速準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),已逐步成為當(dāng)前干旱監(jiān)測(cè)的主要手段。本文在系統(tǒng)分析回顧國(guó)內(nèi)外當(dāng)前遙感干旱監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀與方法模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合遙感數(shù)據(jù)與氣象觀測(cè)資料對(duì)TVDI (Temperature Vegetation Drought Index)與CWSI (Crop WaterStress Index)兩種干旱監(jiān)測(cè)模型在關(guān)中地區(qū)的干旱監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行了較為全面分析對(duì)比,并利用適宜模型對(duì)關(guān)中地區(qū)2000~2012年的干旱時(shí)空特征及影響因素進(jìn)行了分析探討,主要工作與結(jié)論如下:(1)地表觀測(cè)數(shù)據(jù)與相關(guān)模型驗(yàn)證表明NASA最新發(fā)布的MOD16地表蒸散數(shù)據(jù)在關(guān)中地區(qū)有良好的數(shù)據(jù)精度,其中ET產(chǎn)品在“點(diǎn)”尺度與“面”尺度驗(yàn)證相對(duì)誤差和相關(guān)性均值分別為10.38%和0.69,PET產(chǎn)品驗(yàn)證絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差分別為20.14mm/月和20.39%,PET驗(yàn)證空間相關(guān)性與時(shí)間相關(guān)性分別為0.53與0.93, MOD16為CWSI模型的構(gòu)建提供了新的實(shí)現(xiàn)思路。(2)關(guān)中地區(qū)2003年的旱情監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)表明TVDI與CWSI均能較為準(zhǔn)確的描述關(guān)中地區(qū)旱情的時(shí)空變化特征。TVDI與CWSI監(jiān)測(cè)結(jié)果表明關(guān)中地區(qū)在空間分布上,渭河平原及部分渭北旱塬地區(qū)旱情較為嚴(yán)重,而秦嶺及北山旱情較為輕微;在年內(nèi)旱情變化上,關(guān)中地區(qū)旱情春旱伏旱較重,秋冬季旱情較輕,且表現(xiàn)出年內(nèi)波動(dòng)顯著的旱情變化特征。(3)利用SPI與土壤濕度(RSM)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)CWSI與TVDI在時(shí)間與空間上的干旱監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行了多角度對(duì)比分析,結(jié)果表明CWSI在描述關(guān)中地區(qū)土壤水分空間分布與年內(nèi)變化方面均優(yōu)于TVDI,在空間分布上,CWSI與SPI、RSM除20cm深度RSM相關(guān)性稍弱于TVDI以外,其它指標(biāo)相關(guān)性均優(yōu)于TVDI;而在年內(nèi)時(shí)間變化上,CWSI與SPI、RSM各項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)性均高于TVDI。(4) CWSI的年際旱情監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,關(guān)中地區(qū)2000-2012a關(guān)中地區(qū)均有不同程度的干旱發(fā)生,其中2000-2002年、2008~2011年是旱情較為嚴(yán)重的年份,在區(qū)域空問(wèn)分布上大致呈東北部較為嚴(yán)重,西南部較輕的特征。氣溫與降水通過(guò)影響植被蒸散量進(jìn)而影響作物水分供需平衡,從而引起干旱的發(fā)生強(qiáng)度變化。(5)土地利用類(lèi)型是地表土壤水分含量分布的重要影響因素,干旱發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)從高到低的土地利用類(lèi)型依次為裸地、農(nóng)田、園地、草地、林地,不同地表覆蓋類(lèi)型的不同生理生態(tài)特性及氣候條件決定了干旱在各種土地利用類(lèi)型上的發(fā)生概率、程度不同。(6)關(guān)中地區(qū)年際干旱波動(dòng)性與趨勢(shì)線時(shí)空分析表明,關(guān)中地區(qū)年際旱情波動(dòng)大致呈東西部波動(dòng)劇烈,中部較為穩(wěn)定的經(jīng)向分布特征,其中寶雞市北部、西部以及咸陽(yáng)西南部年際旱情變化以改善為主,西安渭南的南部邊界區(qū)域以及西安市建成區(qū)周邊地區(qū)旱情變化則惡化顯著。
【學(xué)位授予單位】:陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:P426.616
【圖文】:
邐第1章緒論逡逑(4)利用較優(yōu)的遙感干旱監(jiān)測(cè)模型監(jiān)測(cè)關(guān)中地區(qū)2000?2012a間的干早情況,逡逑對(duì)關(guān)中地區(qū)干旱的時(shí)空特征,趨勢(shì)預(yù)測(cè)進(jìn)行分析探討,并根據(jù)主地利用分類(lèi)數(shù)據(jù)逡逑分析地表覆蓋類(lèi)型對(duì)干旱的影響。逡逑1.4.2研究技術(shù)路線逡逑基于MODIS遙感數(shù)據(jù)與地面氣象站點(diǎn)觀測(cè)資料,分別應(yīng)用TVDI與CWSI對(duì)逡逑關(guān)中地區(qū)某一年份進(jìn)行干旱監(jiān)測(cè),分析其時(shí)空特征,再通過(guò)氣象站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及逡逑氣象干旱指數(shù)等方法對(duì)TVDI與CWSI監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行全面對(duì)比,確定適合關(guān)中地區(qū)逡逑旱情監(jiān)測(cè)的較優(yōu)遙感干旱監(jiān)測(cè)模型,最后基于該模型對(duì)關(guān)中地區(qū)2000 ̄2012a的干逡逑旱時(shí)空變化特征進(jìn)行分析探討,主要有レッ下內(nèi)容:逡逑
總面積5.55萬(wàn)平方千米,約占全陜西省±地面積的19%。關(guān)中地區(qū)行政范圍包括逡逑西安、咸陽(yáng)、寶雞、銅川、渭南五市及楊凌示范區(qū),共54個(gè)縣(市、區(qū)),具體逡逑位置及行政區(qū)域劃分如圖2-1。由于關(guān)中地區(qū)擁有王地肥沃、灌概發(fā)達(dá)、物產(chǎn)豐富逡逑等優(yōu)厚的自然地理?xiàng)l件,己逐步發(fā)展成為陜西省工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),人口最為密集地區(qū),逡逑號(hào)稱(chēng)'yyg里秦川"。逡逑^邐、[紓萄喲潁義希苠逡迦鏱6南邐/西逡逑/邐.~彙鶑I.p盒氖小ǎ逡逑ka\S胐粒茫疄擔(dān)楸佟瘣娙猂*.料p海掊義希體戊肚晌鶻繡澹皺危畇E1逡逑灥一,??IS倘*商洛市5礎(chǔ)逡逑如11中市邋1安康市戶(hù)J邐?邐呼千朱逡逑圖2-1研究區(qū)地理位置與行政區(qū)劃圖逡逑Fig邋2-1邋Location邋of邋study邋area邋and邋administrative邋zoning邋map逡逑關(guān)中地區(qū)地形地貌組成復(fù)雜,整體呈南北高中部低、西高東低的地勢(shì)特征,逡逑海拔高程分布范圍為207m ̄3^4m之間,如圖2-2地貌類(lèi)型可劃分為H種;渭河平逡逑9逡逑
逡逑要支流分布圖如圖2-3.關(guān)中地區(qū)是我國(guó)東部季風(fēng)同紳度帶地表徑流較少區(qū)域,且全逡逑年蒸發(fā)量大于降水量,屬于水資源缺乏地區(qū),該區(qū)域地表水資源約為73.70億m3,逡逑地下水資源總量為53.41億m3,人均水資源量?jī)H有446m3,城鎮(zhèn)與工農(nóng)業(yè)缺水量達(dá)逡逑20億m3,隨著該地區(qū)工農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,城市的逐步擴(kuò)張L義及生態(tài)環(huán)境的惡化,逡逑關(guān)中地區(qū)水資源供需矛盾日益突出。為保證關(guān)中地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)巧,該逡逑區(qū)從古至今逐步修建了眾多水利灌概設(shè)施,并形成了寶雞峽、馮家山、羊毛灣、逡逑石頭河、淫惠渠、桃曲坡、交口、洛惠渠、石堡川等九大灌區(qū)如圖2-3.逡逑X邋^邋’竄城、...苗;;弓I逡逑‘邋V"邋/邋斧人^一口市巧逡逑圖2-3關(guān)中地區(qū)河流與灌區(qū)分布圖逡逑Fig邋2-3邋The邋distrib山ion邋of邋river邋and邋irrigation邋area邋in邋Guanzhong邋area逡逑2N2干旱巧害概況逡逑關(guān)中地區(qū)特殊的地形、氣候特征決定了該地區(qū)是一個(gè)旱潰多發(fā)地帶t43 ̄"W,其逡逑中干旱更是成為關(guān)中地區(qū)發(fā)生頻率最高的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。根據(jù)中國(guó)氣象共享網(wǎng)提逡逑供的歷史旱災(zāi)記錄信息(圖2-4),1991?2011的20年間,關(guān)中地區(qū)每年均有一定逡逑面積的農(nóng)田受干旱影響
本文編號(hào):2751664
【學(xué)位授予單位】:陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:P426.616
【圖文】:
邐第1章緒論逡逑(4)利用較優(yōu)的遙感干旱監(jiān)測(cè)模型監(jiān)測(cè)關(guān)中地區(qū)2000?2012a間的干早情況,逡逑對(duì)關(guān)中地區(qū)干旱的時(shí)空特征,趨勢(shì)預(yù)測(cè)進(jìn)行分析探討,并根據(jù)主地利用分類(lèi)數(shù)據(jù)逡逑分析地表覆蓋類(lèi)型對(duì)干旱的影響。逡逑1.4.2研究技術(shù)路線逡逑基于MODIS遙感數(shù)據(jù)與地面氣象站點(diǎn)觀測(cè)資料,分別應(yīng)用TVDI與CWSI對(duì)逡逑關(guān)中地區(qū)某一年份進(jìn)行干旱監(jiān)測(cè),分析其時(shí)空特征,再通過(guò)氣象站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及逡逑氣象干旱指數(shù)等方法對(duì)TVDI與CWSI監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行全面對(duì)比,確定適合關(guān)中地區(qū)逡逑旱情監(jiān)測(cè)的較優(yōu)遙感干旱監(jiān)測(cè)模型,最后基于該模型對(duì)關(guān)中地區(qū)2000 ̄2012a的干逡逑旱時(shí)空變化特征進(jìn)行分析探討,主要有レッ下內(nèi)容:逡逑
總面積5.55萬(wàn)平方千米,約占全陜西省±地面積的19%。關(guān)中地區(qū)行政范圍包括逡逑西安、咸陽(yáng)、寶雞、銅川、渭南五市及楊凌示范區(qū),共54個(gè)縣(市、區(qū)),具體逡逑位置及行政區(qū)域劃分如圖2-1。由于關(guān)中地區(qū)擁有王地肥沃、灌概發(fā)達(dá)、物產(chǎn)豐富逡逑等優(yōu)厚的自然地理?xiàng)l件,己逐步發(fā)展成為陜西省工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),人口最為密集地區(qū),逡逑號(hào)稱(chēng)'yyg里秦川"。逡逑^邐、[紓萄喲潁義希苠逡迦鏱6南邐/西逡逑/邐.~彙鶑I.p盒氖小ǎ逡逑ka\S胐粒茫疄擔(dān)楸佟瘣娙猂*.料p海掊義希體戊肚晌鶻繡澹皺危畇E1逡逑灥一,??IS倘*商洛市5礎(chǔ)逡逑如11中市邋1安康市戶(hù)J邐?邐呼千朱逡逑圖2-1研究區(qū)地理位置與行政區(qū)劃圖逡逑Fig邋2-1邋Location邋of邋study邋area邋and邋administrative邋zoning邋map逡逑關(guān)中地區(qū)地形地貌組成復(fù)雜,整體呈南北高中部低、西高東低的地勢(shì)特征,逡逑海拔高程分布范圍為207m ̄3^4m之間,如圖2-2地貌類(lèi)型可劃分為H種;渭河平逡逑9逡逑
逡逑要支流分布圖如圖2-3.關(guān)中地區(qū)是我國(guó)東部季風(fēng)同紳度帶地表徑流較少區(qū)域,且全逡逑年蒸發(fā)量大于降水量,屬于水資源缺乏地區(qū),該區(qū)域地表水資源約為73.70億m3,逡逑地下水資源總量為53.41億m3,人均水資源量?jī)H有446m3,城鎮(zhèn)與工農(nóng)業(yè)缺水量達(dá)逡逑20億m3,隨著該地區(qū)工農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,城市的逐步擴(kuò)張L義及生態(tài)環(huán)境的惡化,逡逑關(guān)中地區(qū)水資源供需矛盾日益突出。為保證關(guān)中地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)巧,該逡逑區(qū)從古至今逐步修建了眾多水利灌概設(shè)施,并形成了寶雞峽、馮家山、羊毛灣、逡逑石頭河、淫惠渠、桃曲坡、交口、洛惠渠、石堡川等九大灌區(qū)如圖2-3.逡逑X邋^邋’竄城、...苗;;弓I逡逑‘邋V"邋/邋斧人^一口市巧逡逑圖2-3關(guān)中地區(qū)河流與灌區(qū)分布圖逡逑Fig邋2-3邋The邋distrib山ion邋of邋river邋and邋irrigation邋area邋in邋Guanzhong邋area逡逑2N2干旱巧害概況逡逑關(guān)中地區(qū)特殊的地形、氣候特征決定了該地區(qū)是一個(gè)旱潰多發(fā)地帶t43 ̄"W,其逡逑中干旱更是成為關(guān)中地區(qū)發(fā)生頻率最高的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。根據(jù)中國(guó)氣象共享網(wǎng)提逡逑供的歷史旱災(zāi)記錄信息(圖2-4),1991?2011的20年間,關(guān)中地區(qū)每年均有一定逡逑面積的農(nóng)田受干旱影響
【參考文獻(xiàn)】
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1 楊濤;宮輝力;李小娟;趙文吉;孟丹;;土壤水分遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2010年22期
本文編號(hào):2751664
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