[发明专利]一种农田干旱监测方法

摘要

本发明公开了一种农田干旱监测的方法。该农田干旱监测方法，是获取待监测地表上所设观测点的土壤或叶片含水量，将所述观测点的土壤或叶片含水量与表征农田旱情的相应指数建立函数关系式，将遥感数据带入所述函数关系式，得出待监测地表的土壤或植物叶片含水量；其中，所述表征地表旱情的相应指数按照如下方法确定：1)在植被覆盖度≤15％的农田地表，采用垂直干旱指数；2)在植被覆盖度＞15％并且≤65％的农田地表，采用植被条件反照率干旱指数；3)在植被覆盖度＞65％至100％的农田地表，采用下述三种指数中的至少一种：短波红外垂直失水指数、植被水分含量指数和植被水分亏缺指数。本发明的地表干旱监测方法适用于不同植被覆盖度的农田地表干旱监测。

主权项

1.一种地表干旱监测的方法，是获取待监测地表上所设观测点的土壤或叶片含水量，将所述观测点的土壤或叶片含水量与表征地表旱情的相应指数建立函数关系式，将遥感数据带入所述函数关系式，得出待监测地表的土壤或植物叶片含水量；其中，所述表征地表旱情的相应指数按照如下方法确定：1)在植被覆盖度≤15％的农田地表，采用垂直干旱指数；所述垂直干旱指数按照下式(I)计算：$\mathrm{PDI}=\frac{1}{\sqrt{M^2+1}}(R_{\mathrm{red}}+{\mathrm{MR}}_{\mathrm{nir}})---\left(I\right),$ 其中，PDI为垂直干旱指数，M为土壤线斜率，Rred为经过大气校正的红光波段反射率，Rnir为经过大气校正的近红外波段反射率；2)在植被覆盖度＞15％并且≤65％的农田地表，采用植被条件反照率干旱指数；所述植被条件反照率干旱指数按照下式(II)计算：$\mathrm{VCADI}=\frac{A_{i,\mathrm{NDV}{I}_i}-A_{{\min ,\mathrm{NDVI}}_i}}{A_{\max ,{\mathrm{NDVI}}_i}-A_{{\min ,\mathrm{NDVI}}_i}}---\left(\mathrm{II}\right),$ 其中，VCADI为植被条件反照率干旱指数，$A_{\max ,\mathrm{NDV}{I}_i}=a+\mathrm{bNDV}{I}_i,$ $A_{\min ,\mathrm{NDV}{I}_i}=a^{\prime }+b^{\prime }{\mathrm{NDVI}}_i;$Amin，NDVIi和Amax，NDVIi分别为待测区植被指数等于某特定值时的最小和最大反照率；a，b，a′，b′为待定系数，a和a′分别是Albedo-NDVI特征空间中干边和湿边的截距，b和b′分别是Albedo-NDVI特征空间中干边和湿边的斜率，通过待测区植被指数和反照率的散点图获得，Ai，NDVIi为Albedo-NDVI特征空间中点(Ai，NDVIi)的反照率，NDVL为Albedo-NDVI特征空间中D(Ai，NDVIi)的植被指数；3)在植被覆盖度＞65％至100％的农田地表，采用下述三种指数中的至少一种：短波红外垂直失水指数、植被水分含量指数和植被水分亏缺指数；所述短波红外垂直失水指数按照下式(III)计算：$\mathrm{SPSI}=\frac{1}{\sqrt{M^2+1}}(R_{\mathrm{SWIR}}+{\mathrm{MR}}_{\mathrm{NIR}})---\left(\mathrm{III}\right)\text{,}$ 其中，SPS工为短波红外垂直失水指数，RSWIR，RNIR分别为经过大气校正的短波红外和近红外波段反射率，M为NIR-SWIR空阍中土壤基线斜率；所述植被水分含量指数按照式(IV)计算：$\mathrm{VWCI}=\frac{(M_1-M)\times ({\mathrm{NIR}}_G-M_2\times {\mathrm{SWIR}}_G-I_2)}{(M_1-M_2)\times ({\mathrm{NIR}}_G-M\times {\mathrm{SWIR}}_G)-(M_1-M)\times I_2+(M_2-M)\times I_1}---\left(\mathrm{IV}\right)$ 其中，VWCI为植被水分含量指数；M为NIR-SWIR空间中土壤基线斜率；如图4，M1、M2分别为AB和CD线的斜率，I1、I2分别为AB和CD线的截距；NIRG、SWIRG为待测位置对应的近红外和短波红外的反照率值；所述植被水分亏缺指数按照下式(V)计算：VWSI＝1-VWCI (V)其中，VWSI为植被水分亏缺指数；VWCI为植被水分含量指数，按照式(IV)计算。