论文总字数：19162字

摘 要

干旱问题是全世界各个国家都要面临的一项难题，它影响着农田的收成，土地的回收利用。而新兴发展的遥感旱情监测科学是卫星遥感技术的重要应用和组成部分之一，使用不同的遥感监测方法对干旱情况进行监测、预警是保护农业环境，提高农作物产量，促进农田农地可持续发展的重要措施。

本文使用2015年安徽省MODIS数据，采用相关分析法、频率分析法、数学建模法对安徽省干旱情况进行时间分布、空间分布研究，通过对安徽省不同地区干旱发生频率分析得到不同的安徽省干旱分布模型，紧接着与全国标准化降水指数SPI进行比较，最后得出热惯量法、基于冠层温度的遥感监测法、基于作物长势的遥感监测法的优缺点，进行方法的适用性总结。

结果表明，2015年安徽省全年表观热惯量值呈现减少后增加的变化趋势，在5月达到了最低值，即很可能发生严重重旱情况。就研究区而言，由地表亮温得到的干旱指标反映安徽省土地旱情较为严重，干旱状况呈现明显的地理位置差异和季节差异。除了一些沿江地区较为湿润，绝大部分地区都是中旱或者重旱。其中，春季和夏季干旱情况都比较严峻，而秋季和冬季的轻旱和无旱地区明显增多。安徽省干旱发生频率自北向南递减，江淮北部和西部发生旱情频率最高，省内西北部分农田旱情发生的频率处于0.8-1之间，而江淮东部发生频率相对较低，在0.2-0.4之间。当下增强干旱监测方法的实际适用和使用能力，对于改善农业干旱方法和监测精度有重要意义。

关键词：干旱；时间和空间分布分析；SPI指数；热惯量；地表亮温

Abstract

Drought is a difficult problem that every country in the world has to face. It affects the harvest of farmland and the recovery and utilization of land. The newly developed remote sensing drought monitoring science is one of the important applications and components of satellite remote sensing technology. Using different remote sensing monitoring methods to monitor and warn drought is an important measure to protect the agricultural environment.

Based on the MODIS data of Anhui Province in 2015, the temporal and spatial distribution of drought in Anhui Province was studied by correlation analysis, frequency analysis and mathematical modeling. Different drought distribution models of Anhui Province were obtained by analyzing the frequency of drought occurrence in different areas of Anhui Province, followed by national standardized precipitation. Finally, the advantages and disadvantages of thermal inertia method, remote sensing monitoring method based on canopy temperature and remote sensing monitoring method based on crop growth potential are obtained, and the applicability of the method is summarized.

The results show that the annual apparent thermal inertia value of Anhui Province in 2015 shows a trend of increasing after decreasing, reaching the lowest value in May, that is, severe drought is likely to occur. As far as the study area is concerned, the drought indicators obtained from the surface brightness temperature reflect that the land drought in Anhui Province is serious, and the drought situation presents obvious geographical and seasonal differences. Except for some wet areas along the Yangtze River, most of them are moderately or severely drought. Among them, the drought situation in spring and summer is more severe, while the light drought and drought-free areas in autumn and winter increase significantly. The frequency of drought in Anhui Province decreases from north to south. The northern and western parts of the Yangtze-Huaihe River have the highest frequency of severe and moderate drought. The frequency of drought in the northwest part of the province is between 0.8-1, while that in the eastern part of the Yangtze-Huaihe River is relatively low, between 0.2-0.4. At present, strengthening the practical application and application ability of drought monitoring methods is of great significance for improving agricultural drought monitoring methods and accuracy.

Keywords: Drought; Temporal and Spatial Distribution Analysis; SPI Index; Thermal Inertia; Surface bright temperature

目录

第一章 绪论 8

1.1 选题背景与意义 8

1.1.1 选题背景 8

1.1.2 选题意义 8

1.2 国内外研究进展 9

1.2.1国外研究进展 9

1.2.2国内研究进展 10

1.3 研究内容、方法与论文组织 11

1.3.1研究内容 11

1.3.2研究方法 11

1.3.2论文组织 12

第二章 研究区概况与数据资料 14

2.1 安徽省研究区概况 14

2.1.1地理位置 14

2.1.2气候情况 14

2.2 数据资料 15

2.2.1遥感数据 15

2.2.2遥感数据预处理 16

第三章 干旱遥感监测方法 18

3.1 热惯量法 18

3.2基于冠层温度的干旱遥感监测方法 19

3.3基于作物长势状况、蒸发蒸散的干旱遥感监测方法 20

第四章 干旱遥感模型监测结果对比分析 22

4.1 旱情时空特征研究 22

4.1.1 时间变化研究 22

4.1.2 空间分布研究 23

4.2 干旱频率分析建立遥感干旱模型 24

4.3 与标准化降水指数SPI比较 27

第五章 结论与展望 29

5.1 主要结论 29

5.2 创新特色点 30

5.3不足和展望 30

参考文献 31

第一章 绪论

1.1 选题背景与意义

1.1.1 选题背景

干旱时刻都在影响着人们的生活，尤其是在夏季气候炎热干燥之时，干旱遥感监测是通过卫星遥感技术对土地农业旱情进行监测和预警的重要手段，是对气象、地面调查等技术手段开展农作物干旱监测的重要补充和参考。干旱类型分为为农业干旱、气象干旱、水文干旱、社会经济干旱四大类，本文着重强调农业干旱的情况和问题。农业干旱造成的损失十分严重，尤其当天气炎热，降水少的情况下，田里的农作物就会旱死，一年的收成受到极大影响，农民的生活质量会大幅下降。随着全球环境恶化，农田旱情总成灾面积日益增加，日益严峻的干旱态势需要引起我们的重视。

将实际干旱情况与理论结合，从监测基本原理上看，农业干旱主要受气候气象、地形植被等因素影响。它可以被认为是一种函数模型，与光照条件、土壤质地、作物长势、冠层温度、波段反射率等指数变量有关。在自然条件下，当某些指数和物理量相对一致时，就可以统一变量将该理论模型具体化，最终利用干旱指标衡量研究区的干旱情况，这也是当前遥感监测技术监测农田干旱的主要思路。本课题以安徽省为研究区，对各类干旱监测方法的主要形式进行系统性总结、适用性分析。

1.1.2 选题意义

本次毕业设计将会对当前国内和国际上的主要干旱遥感监测业务化运行系统进行介绍，同时在此基础上，结合当前遥感监测方法区域适用能力存在的局限性，提出模型区域适应性的改进是当前旱情遥感监测业务应用的关键。同时，随着中高分辨率遥感数据的日益增多，利用中高分辨率卫星数据进行定量化干旱遥感监测技术也是当前干旱遥感监测的重要趋势。

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