MODIS短波红外水分胁迫指数及其在农业干旱监测中的适用性分析_董婷.docVIP

MODIS短波红外水分胁迫指数及其在农业干旱监测中的适用性分析_董婷 1007-4619（2015）02-0319-09JournalofＲemoteSensing遥感学报 MODIS短波红外水分胁迫指数及其在 农业干旱监测中的适用性分析 董婷，孟令奎，张文 武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉430079 摘要：植被土壤水分状态的微小变化能引起短波红外光谱反射率的巨大变化。利用MODIS第6波段和第7波段 构建短波红外光谱特征空间，依据不同土地利用类型分析不同地物在光谱特征空间中的分布规律，提出MODIS短EVI以及MPDI与实测数据相关性关系波红外水分胁迫指数MSIWSI。利用实测20cm土壤相对湿度验证MSIWSI、 并对比分析不同指数敏感性，利用不同物候期春小麦土壤墒情分析MSIWSI指数适用性。研究结果表明：与其他指MSIWSI模型与实测土壤湿度的相关性更高；MSIWSI能够反映不同物候期春小麦土壤水分变化趋势，数相比，相关性都达到极显著性水平。 关键词：MODIS短波红外水分胁迫指数（MSIWSI），干旱监测，土壤水分，植被覆盖度，土地利用类型中图分类号：TP79 319－327 DongT，MengLKandZhangW．2015．AnalysisoftheapplicationofMODISshortwaveinfraredwaterstressindexinmonitoringagriculturaldrought．JournalofＲemoteSensing，19（2）：319－327［DOI：10．11834/jrs 文献标志码：A 19（2）：引用格式：董婷，孟令奎，张文．2015．MODIS短波红外水分胁迫指数及其在农业干旱监测中的适用性分析．遥感学报， 1引言 发现PDI适用于裸土区以及植被生长季初期；朱琳3A/MEＲSI数据和PDI干旱指等人（2010）采用FY-数对中国北方典型干旱半干旱区域进行干旱监测试验，证明PDI与实地观测20cm土壤持水百分含Ghu-量有较好的负相关关系；鉴于PDI的局限性，lam等人（2007b）在NIＲ-Ｒed特征空间中考虑植被覆盖信息，提出改进的垂直干旱指数MPDI（Modi-fiedPerpendicularDroughtIndex），实验证明MPDI能较好反映研究区旱情动态变化，而且在高植被覆盖MPDI的干旱监测效果明显优于PDI；近期的研区， 2012；冯海霞等，2011；杨学斌究工作（Shahabfar等， 2011）也表明MPDI对干旱变化的响应比PDI敏等， 感，且在植被覆盖较好地区MPDI的监测效果比PDI更为有效。但是这类指数的构建都是基于一条固定的特征空间土壤基线构建，而实际土壤线的形状2007b），也和性质不仅与土壤类型相关（Ghulam等，会受不同作物长势、不同土地覆盖类型影响。 相比干旱是世界范围内普遍发生的自然灾害，于其他自然灾害，干旱波及的范围更广，历时更长，给工农业生产和人类生活带来巨大的影响和损失（Dalezios等，2012；Gebrehiwot等，2011；Keyantash 2002）。中国是一个水资源缺乏的国家，和Dracup， 2013；王丽涛旱灾在中国发生频繁（Zhang和Jia， 2011；周连童和黄荣辉，2003）。利用卫星遥感等， 数据深入研究干旱特征，提高预报预警水平对精确监测与合理评估旱情、减小旱灾影响及损失显得非常重要。 Ghulam等人（2007a）根据地表光谱特征与土壤水分的变化关系，提出垂直干旱指数PDI（Perpen-dicularDroughtIndex），Ｒed特征空间中任利用NIＲ-意一点到土壤基线的垂直距离表征干旱状况，并使用MODIS数据验证PDI在中国北部地区的有效性， 12-27；修订日期：2014-07-22；优先数字出版日期：2014-07-29收稿日期：2013-02）；水利部公益性行业科研专项（编号：201001046）；高分辨率对地观测系统重基金项目：国家科技支撑计划重点基金项目（编号：2011BAH12B06-Y30B07-9001-13/15）大专项（编号：08-mail：dongt@whu．edu．cn第一作者简介：董婷（1988—），女，博士研究生，研究方向为遥感图像处理，灾害和环境遥感应用方面。E-mail：lkmeng@whu．edu．cn通信作者简介：孟令奎（1967—），男，教授，博士生导师，主要从事网络GIS及遥感应用研究。E- 320Jo