当前位置: 首页 > 资料服务 > 测绘资料馆 > 动态信息  
 
遥感测旱:一种农情监测新方法
编稿时间: 2009年02月25日 来源: 湖南省国土资源信息网 作者: 张双虎 字体: 大 中 小

美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)研究员万正明(左一)与王鹏新(左二)研究小组进行学术交流。

 

农情监测与粮食安全密切相关,而干旱监测是农情监测的重要组成部分,监测的目的是及时、准确、全面地获得农情信息,为各级政府与农业生产部门提供决策依据。因此,利用遥感技术研究一个地理区域的干旱情况,对促进农业生产、保障粮食安全和区域可持续发展具有重要的现实意义。在国家自然科学基金的支持下,中国农业大学信息与电气工程学院地理信息工程系主任、遥感与地理信息技术研究所所长王鹏新课题组对此展开了深入研究,并建立了干旱监测方法和预测预报模型。

 

依据什么进行干旱分级

 

干旱是一种缓慢的自然灾害,它发生于全球所有的气候带,但其在不同气候带的表现形式不同,因而导致了至今还没有一个适用于任何条件下的干旱的定义及监测方法。传统的干旱监测是用点上的数据来研究干旱的程度及范围,其中应用最多的是气象数据,此外还有水文、社会和经济等数据。

 

“通常的干旱分级是按气象标准来划分的,主要参考标准就是降水量。但一个地方降水多少并不能准确反映当地的真实旱情和农作物可能受到的损失情况。因为不同的地方土壤原来的墒情、土质、灌溉等因素都会影响作物的生长状况。”王鹏新说,“另外,应用遥感技术可以充分利用地物表面的光谱、时间、空间和方向信息,更方便准确地进行大面积监测。”

 

  王鹏新说,从农业生产考虑,干旱是在水分胁迫下,作物及其生存环境相互作用构成的一种旱生生态环境。影响农业生产的因素很多,主要有气候、土壤、生产水平、天气和人类活动等,在这些因素中,对某一地区来说,在一定的连续时间内,可以认为气候、土壤和生产水平处于相对不变的状态,只有天气变化对作物生长有短期的效应。因此,植被指数可用于表示作物受旱程度。土地表面温度(LST)是控制地球表面大多数物理、化学和生物过程的重要参数,土地表面温度的反演是热红外遥感最重要的应用之一。植物冠层温度升高是植物受到水分胁迫和干旱发生的最初指示器。因此,土地表面温度可用于干旱监测。

 

建立预测预报模型

 

 “干旱监测和预测是一个复杂的过程,我们将研究样区作为一个完整的生态系统,主要指标是当地的植被覆盖度和土壤温度,也考虑了研究区域的气象、水文观测、土地利用和地面调查等数据。”王鹏新说,“在研究遥感监测的同时,我们还用了4年时间,建立和完善了用于干旱监测及其业务化运行的研究区域干旱数据库。”

 

 该课题组建立的研究数据库包括气象资料数据库:降水、气温、风速等历史和实时气象资料;农业资料数据库:主要农作物的种植面积、发育期、植株生长状况等的历史资料,农作物需水量和产量等数据;基础地理信息数据库:陕西省土壤类型图、地下水资源分布图、水库及地面河流分布等有关基础地理信息数据;社会经济资料数据库:乡镇级的人口,农业生产产值,历年干旱发生的时间、范围、面积、影响程度,抗旱救灾措施等数据;监测评估产品数据库:干旱监测和评价指标、近几年遥感干旱监测产品等

 

 课题组以干旱对农业生产的影响为突破口,利用遥感和GIS(地理信息系统) 技术,并结合模型分析,在定性、定量分析的基础上,探讨干旱的时空分布趋势。基于GIS空间分析技术,综合评价干旱的影响,并开发出了适合于干旱监测的预测预报模型。 

 

可作为早期干旱预警的参考

 

该项目综合考虑了自然和人为活动的因素,结合遥感信息提取及其定量建模,研究和提出条件植被温度指数的热边界和冷边界的确定方法,并对条件植被温度指数的干旱监测方法进行完善。“因此,该方法可以提高干旱的监测手段及其预测预报能力,研究结果直接为农业决策者和生产者服务,可为区域农情监测和可持续发展等研究提供重要的科学依据和数据集”。

 

2008年,课题组以关中平原和渭北旱塬36个气象站39年逐月降水量为分析数据,系统地分析了该方法在不同时间尺度(136912个月)上的预测能力及存在问题。结果表明:对所选的5个时间尺度,该方法都有一定的预测能力,并且随着时间尺度的增加,预测正确率也相应提高。

 

“也就是说,该方法适合应用于中长期的干旱预测。同时,该方法对无旱的预测比较准确,对干旱的发生也有一定预测能力,可以作为早期干旱预警的参考。”王鹏新说,“进行遥感干旱监测指标的定量化研究是一个新的研究课题,需要做较为深入的验证工作。本研究可以为定量遥感干旱监测的研究提供较为完善的技术路线,促进定量遥感的应用和发展。”