基于TVDI模型的關(guān)中地區(qū)冬小麥關(guān)鍵物候期旱情監(jiān)測(cè)研究
發(fā)布時(shí)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(yán)重的自然災(zāi)害之一。關(guān)中地區(qū)地處我國(guó)內(nèi)陸陜西省中部,由于其特殊的氣候、地形、土壤、經(jīng)濟(jì)條件,使得該地區(qū)干旱災(zāi)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(zhǎng),尤其是在春季冬小麥關(guān)鍵生育期降雨稀缺,給該地區(qū)的糧食生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大威脅。因此,有必要對(duì)該地區(qū)開(kāi)展干旱監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)準(zhǔn)確掌握旱情的深度與廣度,為農(nóng)業(yè)部門(mén)制定抗旱救災(zāi)措施提供決策依據(jù)。遙感技術(shù)以其監(jiān)測(cè)尺度大、獲得的數(shù)據(jù)時(shí)間以及空間分辨率高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等多方面的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于旱情監(jiān)測(cè)研究中。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外遙感干旱監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上,選用目前旱情監(jiān)測(cè)效果較好的TVDI模型對(duì)關(guān)中地區(qū)2004-2013年冬小麥關(guān)鍵生育期的旱情進(jìn)時(shí)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(duì)研究區(qū)的MODIS NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列重建,可以較好地去除大氣條件和數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤造成的異常噪聲值,使濾波后的植被指數(shù)曲線(xiàn)在保持原有形狀的基礎(chǔ)上變得更為平滑,更為真實(shí)的恢復(fù)了冬小麥生育期內(nèi)NDVI曲線(xiàn)兩峰一谷的特征,符合冬小麥生...
【文章來(lái)源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(guān)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(diǎn)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(diǎn)圖??呈梯形,即所說(shuō)的Ts-NDVI特征空間。Sandh〇lt[39]等在研宄土壤濕度時(shí)發(fā)現(xiàn),??Ts-NDVI的特征空間存在很多等值線(xiàn),如圖2-2-a所示。圖中H表示某一?NDVI??水平對(duì)應(yīng)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(dāng)某個(gè)像??元點(diǎn)的地表溫度為Ts時(shí)與對(duì)應(yīng)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(jiǎn)化為三角形后提出表示植被水分虧缺指標(biāo)-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(xiàn),干邊與NDVI成線(xiàn)性關(guān)系。由此得到TVDI的計(jì)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(diǎn)和2012-2013年重建后冬小麥全生育期的時(shí)序NDVI??影像進(jìn)行疊加,由此得到了冬小麥全生育期內(nèi)各地物類(lèi)型的NDVI變化曲線(xiàn),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(lèi)型NDVI變化曲線(xiàn)??Fig?3-3?NDVI?change?curve?for?different?kinds?of?land?types??通過(guò)觀(guān)察圖中的冬小麥NDV丨變化曲線(xiàn)以及結(jié)合關(guān)中地區(qū)冬小麥的物候觀(guān)測(cè)??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(guò)?定的時(shí)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(duì)較低。冬小??麥在11月上旬開(kāi)始出苗,反應(yīng)在圖像上為第6期,隨著冬小麥不斷生長(zhǎng),NDVI??值也在慢慢增大。隨后冬小麥迎來(lái)了生長(zhǎng)周期中的第一個(gè)小波峰,時(shí)間大致在12??月中旬,也就是第11期的時(shí)候,這個(gè)時(shí)期為冬小麥的分蘗期,葉片中葉綠素含量??較高
【參考文獻(xiàn)】:
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(píng),居為民. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(01)
[2]關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評(píng)價(jià)[J]. 李夢(mèng)娜,錢(qián)會(huì),喬亮. 資源科學(xué). 2016(01)
[3]基于TVDI指數(shù)的冬小麥旱情動(dòng)態(tài)研究——以河北省邢臺(tái)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(chǔ)的干旱監(jiān)測(cè)方法研究進(jìn)展[J]. 周磊,武建軍,張潔. 地理科學(xué). 2015(05)
[5]基于MODISNDVI多年時(shí)序數(shù)據(jù)的農(nóng)作物種植識(shí)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(xué)報(bào). 2014(11)
[6]遙感干旱監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J]. 王君. 科技信息. 2014(14)
[7]長(zhǎng)時(shí)間序列NDVI數(shù)據(jù)重建方法比較研究進(jìn)展[J]. 耿麗英,馬明國(guó). 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(02)
[8]TVDI模型的農(nóng)業(yè)旱情時(shí)空變化遙感應(yīng)用[J]. 劉立文,張吳平,段永紅,邢立新,陳圣波,趙敏. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(13)
[9]基于LAI時(shí)間序列重構(gòu)數(shù)據(jù)的冬小麥物候監(jiān)測(cè)[J]. 劉峻明,李曼曼,王鵬新,黃健熙. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(19)
[10]基于被動(dòng)微波遙感的中國(guó)干旱動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[J]. 陳修治,蘇泳嫻,李勇,陳水森,韓留生. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
博士論文
[1]基于MODIS數(shù)據(jù)的作物物候期監(jiān)測(cè)及作物類(lèi)型識(shí)別模式研究[D]. 張明偉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[2]干旱監(jiān)測(cè)遙感模型和中國(guó)干旱時(shí)空分析[D]. 齊述華.中國(guó)科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2004
碩士論文
[1]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[D]. 喻元.陜西師范大學(xué) 2015
[2]基于物候差異分析的冬小麥長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)[D]. 賈玉秋.河南大學(xué) 2014
[3]基于MODIS遙感數(shù)據(jù)的山東省濟(jì)寧市冬小麥面積估算研究[D]. 張軍.南京大學(xué) 2012
本文編號(hào):3480290
【文章來(lái)源】:陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)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(guān)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(diǎn)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(diǎn)圖??呈梯形,即所說(shuō)的Ts-NDVI特征空間。Sandh〇lt[39]等在研宄土壤濕度時(shí)發(fā)現(xiàn),??Ts-NDVI的特征空間存在很多等值線(xiàn),如圖2-2-a所示。圖中H表示某一?NDVI??水平對(duì)應(yīng)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(dāng)某個(gè)像??元點(diǎn)的地表溫度為Ts時(shí)與對(duì)應(yīng)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(jiǎn)化為三角形后提出表示植被水分虧缺指標(biāo)-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(xiàn),干邊與NDVI成線(xiàn)性關(guān)系。由此得到TVDI的計(jì)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(diǎn)和2012-2013年重建后冬小麥全生育期的時(shí)序NDVI??影像進(jìn)行疊加,由此得到了冬小麥全生育期內(nèi)各地物類(lèi)型的NDVI變化曲線(xiàn),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(lèi)型NDVI變化曲線(xiàn)??Fig?3-3?NDVI?change?curve?for?different?kinds?of?land?types??通過(guò)觀(guān)察圖中的冬小麥NDV丨變化曲線(xiàn)以及結(jié)合關(guān)中地區(qū)冬小麥的物候觀(guān)測(cè)??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(guò)?定的時(shí)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(duì)較低。冬小??麥在11月上旬開(kāi)始出苗,反應(yīng)在圖像上為第6期,隨著冬小麥不斷生長(zhǎng),NDVI??值也在慢慢增大。隨后冬小麥迎來(lái)了生長(zhǎng)周期中的第一個(gè)小波峰,時(shí)間大致在12??月中旬,也就是第11期的時(shí)候,這個(gè)時(shí)期為冬小麥的分蘗期,葉片中葉綠素含量??較高
【參考文獻(xiàn)】:
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(píng),居為民. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(01)
[2]關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評(píng)價(jià)[J]. 李夢(mèng)娜,錢(qián)會(huì),喬亮. 資源科學(xué). 2016(01)
[3]基于TVDI指數(shù)的冬小麥旱情動(dòng)態(tài)研究——以河北省邢臺(tái)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(chǔ)的干旱監(jiān)測(cè)方法研究進(jìn)展[J]. 周磊,武建軍,張潔. 地理科學(xué). 2015(05)
[5]基于MODISNDVI多年時(shí)序數(shù)據(jù)的農(nóng)作物種植識(shí)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(xué)報(bào). 2014(11)
[6]遙感干旱監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J]. 王君. 科技信息. 2014(14)
[7]長(zhǎng)時(shí)間序列NDVI數(shù)據(jù)重建方法比較研究進(jìn)展[J]. 耿麗英,馬明國(guó). 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(02)
[8]TVDI模型的農(nóng)業(yè)旱情時(shí)空變化遙感應(yīng)用[J]. 劉立文,張吳平,段永紅,邢立新,陳圣波,趙敏. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2014(13)
[9]基于LAI時(shí)間序列重構(gòu)數(shù)據(jù)的冬小麥物候監(jiān)測(cè)[J]. 劉峻明,李曼曼,王鵬新,黃健熙. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(19)
[10]基于被動(dòng)微波遙感的中國(guó)干旱動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[J]. 陳修治,蘇泳嫻,李勇,陳水森,韓留生. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
博士論文
[1]基于MODIS數(shù)據(jù)的作物物候期監(jiān)測(cè)及作物類(lèi)型識(shí)別模式研究[D]. 張明偉.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006
[2]干旱監(jiān)測(cè)遙感模型和中國(guó)干旱時(shí)空分析[D]. 齊述華.中國(guó)科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2004
碩士論文
[1]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[D]. 喻元.陜西師范大學(xué) 2015
[2]基于物候差異分析的冬小麥長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)[D]. 賈玉秋.河南大學(xué) 2014
[3]基于MODIS遙感數(shù)據(jù)的山東省濟(jì)寧市冬小麥面積估算研究[D]. 張軍.南京大學(xué) 2012
本文編號(hào):3480290
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