基于多源遥感数据的综合干旱监测模型构建_杜灵通.pdf

第30卷第9期农业工程学报Vol.30No.9
1262014年5月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringMay2014

基于多源遥感数据的综合干旱监测模型构建

1,22※1,223
杜灵通，田庆久，王磊，黄彦，南岭
（1.宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室，银川750021；
2.南京大学国际地球系统科学研究所，南京210093；3.宁夏大学西部发展研究中心，银川750021）

摘要：在全球气候变化越来越复杂的大背景下，准确监测华北粮食主产区的旱情对区域农业生产有重要的指导
意义。以往的遥感干旱监测方法多侧重于监测土壤或植被等单一干旱响应因子，反映综合信息的能力较差，为此
该研究使用中分辨率成像光谱仪（moderate-resolutionimagingspectroradiometer，MODIS）、热带降水测量计划
（tropicalrainfallmeasuringmission，TRMM）卫星等多源遥感数据，在综合考虑干旱发生发展过程中的土壤水分
胁迫、植被生长状态和气象降水盈亏等因素的基础上，利用空间数据挖掘技术，构建综合干旱监测模型，并以山
东省为例进行了试验验证。结果表明，模型监测出山东省近年来所经历的重大干旱过程与实际旱情一致，模型输
出的旱情指标-综合干旱指数（synthesizeddroughtindex，SDI）与小麦的标准化作物单产变量的相关系数均大于
0.7（P<0.05）；在小麦和玉米的生长期，综合干旱指数与作物受灾面积的相关系数在−0.67～−0.85之间，与标准化
降水指数（standardizedprecipitationindex，SPI）的相关系数在0.44～0.67之间，且通过了P<0.01的极显著检验
（3月份除外）。研究结果为综合评估区域干旱提供了一种新的方法。
关键词：干旱；监测；模型；多源数据；MODIS；山东省
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.09.016
中图分类号：TP79；S16文献标志码：A文章编号：1002-6819(2014)-09-0126-07

杜灵通，田庆久，王磊，等.基于多源遥感数据的综合干旱监测模型构建[J].农业工程学报，2014，30(9)：
126－132.
DuLingtong,TianQingjiu,WangLei,etal.Asynthesizeddroughtmonitoringmodelbasedonmulti-sourceremote
sensingdata[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2014,30(9):
126－132.(inChinesewithEnglishabstract)

监测方法不能反映致旱因素中的降水盈亏信息[10]，
0引言
单一的从植被指数或地表温度以及他们的组合生
干旱是全球气候变化研究中的一个热点科学成的监测指数在干旱监测中存在很大不确定性[11]。
问题[1-2]，作为一种主要的气象灾害，干旱对中国经随着微波雷达遥感技术的发展，从连续空间面上获
济社会发展和农业生产影响很大，因此研究干旱监取大气实时降水成为可能，特别是热带降水测量计
测技术和评估方法，对政府提升应对自然灾害能力划（tropicalrainfallmeasuringmission，TRMM）卫
有重要的现实意义。目前干旱指数监测方法主要有星的发射，为干旱综合监测提供了一种新的遥感数
传统的气象监测方法[3-4]和遥感监测方法[5]，虽然气据源[12]。因此本研究综合考虑干旱发生发展过程中
象监测方法成熟，但在监测机理上未考虑地表植被的土壤水分胁迫、植被生长状态和气象降水盈亏等
对干旱响应的问题，从而使这类监测方法在综合干致旱因素，基于多源遥感数据建立一种综合干旱监
旱监测中受限[6]。遥感干旱监测方法因具有高时空测模型，并以山东省为例进行试验验证，以期为区
分辨率且能获取区域连续空间上的旱情而得以广泛域干旱综合评估提供一种新的方法。
应用，然而以往的遥感干旱监测方法多侧重于考虑
1数据与研究区介绍
土壤、植被等单一因素[7-9]，特别是大多数遥感干旱
研究以2000－2010年的MODIS（moderate-
收稿日期：2013-11-06修订日期：2014-02-28
resolutionimagingspectroradiometer）植被指数产品
基金项目：国家自然科学基金(41201438);国家重点基础研究发展计划
(2010CB951503)（MOD13A3）、