一種監測氣象干旱的方法
【專利摘要】本發明提供了一種監測氣象干旱的方法，所述方法包括：獲取待監測區域的環境遙感數據；基于獲取的環境遙感數據以及待監測區域的環境狀況，確定待監測區域中每個像源點處的綜合干旱條件指數。
【專利說明】一種監測氣象干旱的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生態與環境遙感監測領域，尤其涉及一種基于環境遙感數據監測氣象 干旱的方法。
【背景技術】
[0002] 干旱可以分為四種基本類型：氣象干旱、農業干旱、水文干旱和社會經濟干旱。其 中，氣象干旱源于降水減少；農業干旱則與植物生長可用水不足有關；水文干旱則指地表 與地下水供應不足；社會經濟干旱則與由其它干旱所導致的一些經濟商品供應不足有關。 與其它三種干旱類型相比，氣象干旱發生頻率的更為頻繁與普遍，與此同時，氣象干旱也會 引起其它類型的干旱。因此，動態的氣象干旱監測對于水資源和農業生產的預警以及風險 管理來說至關重要。
[0003] 就中國而言，干旱是造成國民經濟損失最高的自然災害之一。在全球日益變暖的 情況下，氣象干旱的發生已經變得愈加頻繁。特別是，中國的北部的降水一直受到東亞夏季 季風（EASM)的控制，然而，自20世紀70年代開始，隨著EASM有明顯弱化的趨勢，加劇了中 國北部干旱的程度，這對當地從事農業生產相當不利。可見，對氣象干旱進行動態監測是十 分重要的。
[0004] 從目前監測氣象干旱的研宄來看，大多數研宄都是利用了以下三種基本方法：
[0005] (1)通過從氣象衛星數據中獲取干旱指數進行監測。比如正常降水比、帕爾默干 旱強度指數（PDSI)、帕爾默水分異常指數（z-index)、十分位數以及標準化降水指數（SPI) 等。這些指數的應用被大氣條件所嚴格限制，并且其性能評估在各自的空間分布上區別也 很大。
[0006] (2)通過從氣象站數據中獲取干旱指數進行監測。基于氣象站的干旱指數可以有 效的估算氣象站周圍的干旱條件，但是由于缺乏空間連續性，因而限制了其在區域尺度下 刻畫與監測干旱空間格局的能力，特別是在氣象站分布較為稀疏或者有著高度空間變化性 的地區。
[0007] (3)通過從其它遙感數據中獲取干旱指數進行監測。最近幾年，許多基于遙感數 據的指數已經被提出用于監測干旱，比如，歸一化植被指數（NDVI)、植被條件指數（VCI)、 溫度條件指數（TCI)、植被健康指數（VHI)、歸一化差值水體指數（NDWI)、標準化植被指數 (SVI)、歸一化差值干旱指數（NDDI)、比例干旱條件指數（SDCI)以及歸一化多波段干旱指 數（NMDI)等。除了SDCI有微波傳感器數據，絕大多數的遙感干旱指數都使用光學通道或者 紅外通道，因此這些指數都與植被條件高度相關，在降水發生與植被響應之間會有一段時 間延遲，這段時間延遲會根據區域降水格局、土地覆蓋與植被類型、土壤類型等因素變化。 因此，與植被相關的干旱指數更適合用于監測農業干旱，其監測氣象干旱的性能較差。
[0008] 為克服現有技術的不足，亟待一種新的氣象干旱監測方法。
【發明內容】
[0009] 本發明提供一種監測氣象干旱的方法，以便對待監測區域的氣象干旱狀況進行準 確地識別。
[0010] 根據本發明的一方面，提供一種監測氣象干旱的方法，所述方法包括：獲取待監測 區域的環境遙感數據；基于獲取的環境遙感數據以及待監測區域的環境狀況，確定待監測 區域中的每個像源點處的綜合干旱條件指數。
[0011] 優選地，所述獲取待監測區域的環境遙感數據的步驟包括：獲取在植物生長季時 的待監測區域的環境遙感數據。
[0012] 優選地，所述環境遙感數據至少包括以下數據之一：降水數據、植被指數數據、土 壤濕度數據以及地表溫度數據。
[0013] 優選地，通過如下計算公式確定待監測區域中每個像源點處的綜合干旱條件指 數：
【權利要求】
1. 一種監測氣象干旱的方法，其特征在于，包括： 獲取待監測區域的環境遙感數據； 基于獲取的環境遙感數據以及待監測區域的環境狀況，確定待監測區域中的每個像源 點處的綜合干旱條件指數。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取待監測區域的環境遙感數據的步 驟包括： 獲取在植物生長季時的待監測區域的環境遙感數據。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述環境遙感數據至少包括以下數據之一： 降水數據、植被指數數據、土壤濕度數據以及地表溫度數據。
4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，通過如下計算公式確定待監測區域中每個 像源點處的綜合干旱條件指數：
其中，a表示針對降水數據設置的權重； TRMMmax表示待監測區域中的降水數據中的最大值； TRMMmin表示待監測區域中的降水數據中的最小值； TRMMi表示待監測區域中第i個像源點處的降水數據； 0表示針對植被指數數據設置的權重； NDVI_表示待監測區域中的植被指數數據中的最大值； NDVImin表示待監測區域中的植被指數數據中的最小值； 冊乂^表示待監測區域中的第i個像源點處的植被指數數據； Y表示針對土壤濕度數據設置的權重； SM_表示待監測區域中的土壤濕度數據中的最大值； SMmin表示待監測區域中的土壤濕度數據中的最小值； 31^表示待監測區域中的第i個像源點處的土壤濕度數據； S表示針對地表溫度數據設置的權重； LST_表示待監測區域中的地表溫度數據中的最大值； LSTmin表示待監測區域中的地表溫度數據中的最小值； 1^1\表示待監測區域中的第i個像源點處的地表溫度數據； 1〇(^表示待監測區域中的第i個像源點處的綜合干旱指數； 其中，根據待監測區域的環境狀況設置a、0、y、S的值。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于， 待監測區域中的植被抗旱能力越強，針對植被指數數據設置的權重越小，待監測區域 中的植被抗旱能力越弱，針對植被指數數據設置的權重越大； 待監測區域中的的土壤保濕能力越強，針對土壤濕度數據設置的權重越小，待監測區 域中的土壤保濕能力越弱，針對土壤濕度數據設置的權重越大； 待監測區域中的植被抗旱能力越強，針對植被指數數據設置的權重越大，待監測區域 中的植被抗旱能力越弱，針對植被指數數據設置的權重越小， 針對降水數據設置的權重大于針對植被指數數據設置的權重、針對土壤濕度數據設置 的權重和針對植被指數數據設置的權重中的任何一個。
6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括： 根據確定的每個像源點處的綜合干旱條件指數，確定待監測區域中的每個像源點處的 氣象干旱類型。
7. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述氣象干旱類型至少包括以下類型之一： 正常干旱、中度干旱、重度干旱以及極端干旱。
8. 如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述確定待監測區域中的每個像源點處的 氣象干旱類型的步驟包括： 當確定的一個像源點處的綜合干旱條件指數不小于第一閾值時，該像源點處的氣象干 旱類型為極端干旱； 當確定的一個像源點處的綜合干旱條件指數小于第一閾值，并且不小于第二閾值時， 該像源點處的氣象干旱類型為重度干旱； 當確定的一個像源點處的綜合干旱條件指數小于第二閾值，并且不小于第三閾值時， 該像源點處的氣象干旱類型為中度干旱； 當確定一個像源點處的綜合干旱條件指數小于第三閾值時，該像源點處的氣象干旱類 型為正常干旱。
9. 如權利要求1?8任一項所述的方法，其特征在于，所述待監測區域是以植被覆蓋為 主的土地覆蓋類型。
【文檔編號】G01S17/95GK104484576SQ201410849405
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優先權日:2014年12月31日
【發明者】韓宇, 陳勁松, 陳華安, 陳工 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院