基于TVDI模型的關中地區(qū)冬小麥關鍵物候期旱情監(jiān)測研究
發(fā)布時間：2021-11-06 18:11
受全球氣候變暖的影響,干旱已成為全球范圍內(nèi)覆蓋面最廣、發(fā)生率最高、影響最嚴重的自然災害之一。關中地區(qū)地處我國內(nèi)陸陜西省中部,由于其特殊的氣候、地形、土壤、經(jīng)濟條件,使得該地區(qū)干旱災害頻繁發(fā)生。頻發(fā)的干旱十分不利于冬小麥與夏玉米的生長,尤其是在春季冬小麥關鍵生育期降雨稀缺,給該地區(qū)的糧食生產(chǎn)與經(jīng)濟發(fā)展造成巨大威脅。因此,有必要對該地區(qū)開展干旱監(jiān)測工作,及時準確掌握旱情的深度與廣度,為農(nóng)業(yè)部門制定抗旱救災措施提供決策依據(jù)。遙感技術以其監(jiān)測尺度大、獲得的數(shù)據(jù)時間以及空間分辨率高、數(shù)據(jù)準確等多方面的優(yōu)點而被廣泛應用于旱情監(jiān)測研究中。本文在對國內(nèi)外遙感干旱監(jiān)測研究現(xiàn)狀分析的基礎上,選用目前旱情監(jiān)測效果較好的TVDI模型對關中地區(qū)2004-2013年冬小麥關鍵生育期的旱情進時空變化及主要影響因素探討分析,得出以下主要結(jié)論:（1）采用Savitzky-Golay濾波方法對研究區(qū)的MODIS NDVI數(shù)據(jù)進行時間序列重建,可以較好地去除大氣條件和數(shù)據(jù)傳輸錯誤造成的異常噪聲值,使濾波后的植被指數(shù)曲線在保持原有形狀的基礎上變得更為平滑,更為真實的恢復了冬小麥生育期內(nèi)NDVI曲線兩峰一谷的特征,符合冬小麥生...
【文章來源】：陜西師范大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１研究區(qū)示意圖??Ｆｉｇ?２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??由于關中地區(qū)雜的地形地貌特征，使整體呈南北高中部低、西高東低的地??
散點圖呈三角形，Ｎｅｍａｎｉ［４３］等和Ｍｏｒａｎ［４４］等研宄又發(fā)現(xiàn)１和ＮＤＶＩ的散點圖??呈梯形，即所說的Ｔｓ－ＮＤＶＩ特征空間。Ｓａｎｄｈ〇ｌｔ［３９］等在研宄土壤濕度時發(fā)現(xiàn)，??Ｔｓ－ＮＤＶＩ的特征空間存在很多等值線，如圖２－２－ａ所示。圖中Ｈ表示某一?ＮＤＶＩ??水平對應的最大地表溫度與最小地表溫度之差，ｈ表示在該ＮＤＶＩ值下，當某個像??元點的地表溫度為Ｔｓ時與對應最小地表溫度之差，ｎ表示研宄區(qū)最大ＮＤＶＩ值與??該水平ＮＤＶＩ值之差，于是將其簡化為三角形后提出表示植被水分虧缺指標－溫度??植被干旱指數(shù)ＴＶＤＩ，如圖２－２－ｂ所示，特征空間的濕邊被處理與ＮＤＶＩ軸平??行的直線，干邊與ＮＤＶＩ成線性關系。由此得到ＴＶＤＩ的計算方法為：??ＴＶＤＩ?＝?Ｔｓ￣Ｔｓ＾￣?式（２－５）??Ｔｓ?－Ｔｓ??＾ｍａｘ?°?ｍｉｎ??公式中的Ｔｓ表示地表溫度，ｌ－＊＂？為某一?ＮＤＶＩ對應的最低地表溫度值，構(gòu)成??特征空間的濕邊，代表某一?ＮＤＶＩ水平對應的最高地表溫度，即千邊。干邊上??２２??
建筑用地以及水體的采樣點和２０１２－２０１３年重建后冬小麥全生育期的時序ＮＤＶＩ??影像進行疊加，由此得到了冬小麥全生育期內(nèi)各地物類型的ＮＤＶＩ變化曲線，結(jié)??果如下圖３－３所示。????０．８???：??０４?？？一?■小麥??Ｑ?（）?：?：?林１Ｍ｜??〇；；?—建娜也??－０．１?—?——水體??－０．３?？��？—？￣￣？１￣￣＊￣￣ｉｒ￣？￣￣�。簦桑�？￣￣ｉ￣￣１￣￣�。。ǎ。澹福�？￣￣ｒ￣￣ｔ￣￣？ｒ￣ｊｊ￣￣ｔ￣￣ｊｒ￣ｒ￣－Ｊ￣￣￣，??１?３?５?７?９?１１?１３?１５?１７?１９?２１?２３?２５?２７?２９?３１?３３??期數(shù)??圖３－３不同地物類型ＮＤＶＩ變化曲線??Ｆｉｇ?３－３?ＮＤＶＩ?ｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｖｅ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｌａｎｄ?ｔｙｐｅｓ??通過觀察圖中的冬小麥ＮＤＶ丨變化曲線以及結(jié)合關中地區(qū)冬小麥的物候觀測??信息，我們可以看出，１０月上旬玉米收割完畢，ＮＤＶ丨值逐漸降低，１０月中下旬??為冬小麥播種期，在圖中大致為第５期，小米播種下去需經(jīng)過？定的時間才能發(fā)??芽出土，因此遙感影像上的ＮＤＶＩ值主要指示裸土，其ＮＤＶＩ也相對較低。冬小??麥在１１月上旬開始出苗，反應在圖像上為第６期，隨著冬小麥不斷生長，ＮＤＶＩ??值也在慢慢增大。隨后冬小麥迎來了生長周期中的第一個小波峰，時間大致在１２??月中旬，也就是第１１期的時候，這個時期為冬小麥的分蘗期，葉片中葉綠素含量??較高
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MODIS NDVI數(shù)據(jù)的江蘇省冬小麥物候期提取[J]. 楊琳,高蘋,居為民. 江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2016(01)
[2]關中地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評價[J]. 李夢娜,錢會,喬亮. 資源科學. 2016(01)
[3]基于TVDI指數(shù)的冬小麥旱情動態(tài)研究——以河北省邢臺市為例[J]. 劉公英,申海鳳,胡佳,史曉瑞,商彥蕊. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2015(04)
[4]以遙感為基礎的干旱監(jiān)測方法研究進展[J]. 周磊,武建軍,張潔. 地理科學. 2015(05)
[5]基于MODISNDVI多年時序數(shù)據(jù)的農(nóng)作物種植識別[J]. 許青云,楊貴軍,龍慧靈,王崇倡,李鑫川,黃登成. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(11)
[6]遙感干旱監(jiān)測研究進展[J]. 王君. 科技信息. 2014(14)
[7]長時間序列NDVI數(shù)據(jù)重建方法比較研究進展[J]. 耿麗英,馬明國. 遙感技術與應用. 2014(02)
[8]TVDI模型的農(nóng)業(yè)旱情時空變化遙感應用[J]. 劉立文,張吳平,段永紅,邢立新,陳圣波,趙敏. 生態(tài)學報. 2014(13)
[9]基于LAI時間序列重構(gòu)數(shù)據(jù)的冬小麥物候監(jiān)測[J]. 劉峻明,李曼曼,王鵬新,黃健熙. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(19)
[10]基于被動微波遙感的中國干旱動態(tài)監(jiān)測[J]. 陳修治,蘇泳嫻,李勇,陳水森,韓留生. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(16)
博士論文
[1]基于MODIS數(shù)據(jù)的作物物候期監(jiān)測及作物類型識別模式研究[D]. 張明偉.華中農(nóng)業(yè)大學 2006
[2]干旱監(jiān)測遙感模型和中國干旱時空分析[D]. 齊述華.中國科學院研究生院（遙感應用研究所） 2004
碩士論文
[1]基于CWSI與TVDI的關中地區(qū)干旱監(jiān)測對比與干旱時空特征研究[D]. 喻元.陜西師范大學 2015
[2]基于物候差異分析的冬小麥長勢監(jiān)測[D]. 賈玉秋.河南大學 2014
[3]基于MODIS遙感數(shù)據(jù)的山東省濟寧市冬小麥面積估算研究[D]. 張軍.南京大學 2012
本文編號：3480290
【文章來源】：陜西師范大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２－１研究區(qū)示意圖??Ｆｉｇ?２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??由于關中地區(qū)雜的地形地貌特征，使整體呈南北高中部低、西高東低的地??
散點圖呈三角形，Ｎｅｍａｎｉ［４３］等和Ｍｏｒａｎ［４４］等研宄又發(fā)現(xiàn)１和ＮＤＶＩ的散點圖??呈梯形，即所說的Ｔｓ－ＮＤＶＩ特征空間。Ｓａｎｄｈ〇ｌｔ［３９］等在研宄土壤濕度時發(fā)現(xiàn)，??Ｔｓ－ＮＤＶＩ的特征空間存在很多等值線，如圖２－２－ａ所示。圖中Ｈ表示某一?ＮＤＶＩ??水平對應的最大地表溫度與最小地表溫度之差，ｈ表示在該ＮＤＶＩ值下，當某個像??元點的地表溫度為Ｔｓ時與對應最小地表溫度之差，ｎ表示研宄區(qū)最大ＮＤＶＩ值與??該水平ＮＤＶＩ值之差，于是將其簡化為三角形后提出表示植被水分虧缺指標－溫度??植被干旱指數(shù)ＴＶＤＩ，如圖２－２－ｂ所示，特征空間的濕邊被處理與ＮＤＶＩ軸平??行的直線，干邊與ＮＤＶＩ成線性關系。由此得到ＴＶＤＩ的計算方法為：??ＴＶＤＩ?＝?Ｔｓ￣Ｔｓ＾￣?式（２－５）??Ｔｓ?－Ｔｓ??＾ｍａｘ?°?ｍｉｎ??公式中的Ｔｓ表示地表溫度，ｌ－＊＂？為某一?ＮＤＶＩ對應的最低地表溫度值，構(gòu)成??特征空間的濕邊，代表某一?ＮＤＶＩ水平對應的最高地表溫度，即千邊。干邊上??２２??
建筑用地以及水體的采樣點和２０１２－２０１３年重建后冬小麥全生育期的時序ＮＤＶＩ??影像進行疊加，由此得到了冬小麥全生育期內(nèi)各地物類型的ＮＤＶＩ變化曲線，結(jié)??果如下圖３－３所示。????０．８???：??０４?？？一?■小麥??Ｑ?（）?：?：?林１Ｍ｜??〇；；?—建娜也??－０．１?—?——水體??－０．３?？��？—？￣￣？１￣￣＊￣￣ｉｒ￣？￣￣�。簦桑�？￣￣ｉ￣￣１￣￣�。。ǎ。澹福�？￣￣ｒ￣￣ｔ￣￣？ｒ￣ｊｊ￣￣ｔ￣￣ｊｒ￣ｒ￣－Ｊ￣￣￣，??１?３?５?７?９?１１?１３?１５?１７?１９?２１?２３?２５?２７?２９?３１?３３??期數(shù)??圖３－３不同地物類型ＮＤＶＩ變化曲線??Ｆｉｇ?３－３?ＮＤＶＩ?ｃｈａｎｇｅ?ｃｕｒｖｅ?ｆｏｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｌａｎｄ?ｔｙｐｅｓ??通過觀察圖中的冬小麥ＮＤＶ丨變化曲線以及結(jié)合關中地區(qū)冬小麥的物候觀測??信息，我們可以看出，１０月上旬玉米收割完畢，ＮＤＶ丨值逐漸降低，１０月中下旬??為冬小麥播種期，在圖中大致為第５期，小米播種下去需經(jīng)過？定的時間才能發(fā)??芽出土，因此遙感影像上的ＮＤＶＩ值主要指示裸土，其ＮＤＶＩ也相對較低。冬小??麥在１１月上旬開始出苗，反應在圖像上為第６期，隨著冬小麥不斷生長，ＮＤＶＩ??值也在慢慢增大。隨后冬小麥迎來了生長周期中的第一個小波峰，時間大致在１２??月中旬，也就是第１１期的時候，這個時期為冬小麥的分蘗期，葉片中葉綠素含量??較高
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MODIS NDVI數(shù)據(jù)的江蘇省冬小麥物候期提取[J]. 楊琳,高蘋,居為民. 江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2016(01)
[2]關中地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評價[J]. 李夢娜,錢會,喬亮. 資源科學. 2016(01)
[3]基于TVDI指數(shù)的冬小麥旱情動態(tài)研究——以河北省邢臺市為例[J]. 劉公英,申海鳳,胡佳,史曉瑞,商彥蕊. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2015(04)
[4]以遙感為基礎的干旱監(jiān)測方法研究進展[J]. 周磊,武建軍,張潔. 地理科學. 2015(05)
[5]基于MODISNDVI多年時序數(shù)據(jù)的農(nóng)作物種植識別[J]. 許青云,楊貴軍,龍慧靈,王崇倡,李鑫川,黃登成. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2014(11)
[6]遙感干旱監(jiān)測研究進展[J]. 王君. 科技信息. 2014(14)
[7]長時間序列NDVI數(shù)據(jù)重建方法比較研究進展[J]. 耿麗英,馬明國. 遙感技術與應用. 2014(02)
[8]TVDI模型的農(nóng)業(yè)旱情時空變化遙感應用[J]. 劉立文,張吳平,段永紅,邢立新,陳圣波,趙敏. 生態(tài)學報. 2014(13)
[9]基于LAI時間序列重構(gòu)數(shù)據(jù)的冬小麥物候監(jiān)測[J]. 劉峻明,李曼曼,王鵬新,黃健熙. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(19)
[10]基于被動微波遙感的中國干旱動態(tài)監(jiān)測[J]. 陳修治,蘇泳嫻,李勇,陳水森,韓留生. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2013(16)
博士論文
[1]基于MODIS數(shù)據(jù)的作物物候期監(jiān)測及作物類型識別模式研究[D]. 張明偉.華中農(nóng)業(yè)大學 2006
[2]干旱監(jiān)測遙感模型和中國干旱時空分析[D]. 齊述華.中國科學院研究生院（遙感應用研究所） 2004
碩士論文
[1]基于CWSI與TVDI的關中地區(qū)干旱監(jiān)測對比與干旱時空特征研究[D]. 喻元.陜西師范大學 2015
[2]基于物候差異分析的冬小麥長勢監(jiān)測[D]. 賈玉秋.河南大學 2014
[3]基于MODIS遙感數(shù)據(jù)的山東省濟寧市冬小麥面積估算研究[D]. 張軍.南京大學 2012
本文編號：3480290
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