基于TVDI的土壤干旱遙感監(jiān)測研究及驗證.pdf

1、本文采用溫度植被干旱指數(shù)法（TVDI法）對安徽省2013年4月-10月的旱情進行動態(tài)遙感監(jiān)測，并利用土壤水分自動站數(shù)據(jù)對遙感監(jiān)測結(jié)果進行驗證研究。
　　在研究過程中，分別提取了NASA（美國航空航天局）發(fā)布的MODIS的植被指數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品(MOD13A2)中 EVI數(shù)據(jù)和 NDVI數(shù)據(jù)，并結(jié)合地表溫度數(shù)據(jù)產(chǎn)品(MOD11A1)中的地表溫度數(shù)據(jù)，生成了基于兩種植被指數(shù)的LST-VI特征空間。在此基礎(chǔ)上，比較了各個時段的LST-NDVI

2、特征空間和LST-EVI特征空間的異同，分析了通過兩種特征空間擬合得到的干濕邊方程的優(yōu)劣。本文還利用FY-3A/VIRR數(shù)據(jù)選取所有時段研究區(qū)域內(nèi)的像元繪制LST-VI散點圖，在此基礎(chǔ)上擬合了干濕邊方程。
　　在上述結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別計算得到了三種TVDI指數(shù)(TVDIa、TVDIb、TVDIc)在研究區(qū)域內(nèi)不同時段的空間分布結(jié)果，分別指出了三種TVDI指數(shù)反映出旱情發(fā)生的時間、地點。運用ArcGIS的空間信息提取工具，提取了各個

3、時段所有土壤水分自動站點像元位置的TVDIa、TVDIb和TVDIc，用于TVDI指數(shù)與土壤水分實測值的相關(guān)性分析。
　　對土壤水分自動站的土壤水分實測數(shù)據(jù)進行主成分分析，得到了3個可以反映大部分實測數(shù)據(jù)信息的主成分，再以這三個主成分為自變量分別對三種 TVDI指數(shù)進行逐步回歸，探究了三種TVDI指數(shù)與不同土層土壤水分實測值的相關(guān)性。
　　本文的主要結(jié)論如下：
　?。?）利用MODIS數(shù)據(jù)擬合干濕邊方程，生成的LST-

4、VI散點圖的形狀基本呈現(xiàn)三角形或梯形分布，以EVI為植被指數(shù)得到的散點圖呈現(xiàn)明顯更明顯的三角形特征；干濕邊方程的擬合結(jié)果表明，利用兩種植被指數(shù)生成的散點圖擬合的干濕邊回歸方程與散點圖中表現(xiàn)的干邊和濕邊基本都呈現(xiàn)顯著的相關(guān)關(guān)系，以EVI為植被指數(shù)的擬合結(jié)果全部高度顯著相關(guān)；以EVI為植被指數(shù)的擬合結(jié)果較以NDVI為植被指數(shù)的擬合結(jié)果更為理想。
　　（2）利用FY-3/VIRR數(shù)據(jù)生成的全時段LST-EVI散點圖呈現(xiàn)明顯的梯形分布特征

5、，這與TVDI模型應(yīng)用的前提假設(shè)吻合，表明采用全時段LST-EVI散點圖擬合干濕邊方程計算TVDI是可行的。
　　（3）通過計算不同時段研究區(qū)域內(nèi)各像元的三種 TVDI值，得到三種 TVDI反映的旱情分布圖，三種TVDI分布圖在時間和空間上的分布時具有一定的一致性，但具體的差異顯而易見。
　?。?）通過對自動站土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)進行主成分分析，得到了反映土壤水分信息的三個主成分FAC1、FAC2、FAC3；其中的FAC1為綜合土壤

6、含水量指標(biāo)，反映土壤濕度的綜合狀況、FAC2為深層土壤含水量指標(biāo)，主要反映50cm以下深層土壤濕度狀況、FAC3為淺層土壤水分含量指標(biāo)，主要反映10cm以內(nèi)淺層土壤濕度狀況。
　?。?）分別得到了三種 TVDI指數(shù)（TVDIa、TVDIb、TVDIc）與三個土壤含水量主成分逐步線性回歸模型；用主成分對三種指數(shù)進行相關(guān)性分析的結(jié)果表明：TVDIa可以很好的反映了淺層土壤含水量信息，TVDIb可以很好的反映了10cm以內(nèi)淺層土壤含水量