【基于植被状态指数的农业干旱状况时空分析开题报告2300字】

题目基于植被状态指数的农业干旱状况时空分析指导小组成员姓名专业技术职务或职称签字教授副教授讲师研究现状、选题意义、研究方法、研究内容和主要参考文献研究现状旱灾是一种常见的自然灾害，具有很大影响，据统计中国每年遭受各种自然灾害影响的农田面积和粮食作物减产损失中，旱灾占一半以上[1]。一般将干旱分为气象干旱、水文干旱、农业干旱和水分供给干旱4类[2]。目前，区域尺度上的干旱研究主要集中在气象干旱和农业干旱2个方面[3]。遥感是农业干旱监测的重要手段，基于遥感数据的农业干旱监测方法主要分为热惯量法、植被指数法、微波遥感方法和冠层温度方法[4]4类。植被指数直接反映植被生长状态，而植被生长状态与土壤水分密切相关，同时植被指数也具有计算简单、可获得性强的优点，因此基于植被指数的遥感监测是监测农业干旱的重要途径。应用较为广泛的基于植被指数的农业干旱监测指数是Kogan提出的植被状态指数[5][6]。江淮分水岭地处安徽省中部，包括霍邱、寿县、肥东、肥西、六安(金安区)、滁州、天长、全椒、来安、巢湖等市县。该地区南北方向上,中部地势高，向南、北均逐渐降低，东西方向上中部地区地势低洼，东部高于中部，西部地区逐渐向大别山区过渡，地势快速升高。是北亚热带气候区向南暖温带气候区的过渡区，东部是该地区的基本气候类型，中、西部是在该基本气候类型基础上受周围环境影响而产生的局地气候，中部气候是干燥型稳定，西部是湿润型稳定。该地区农业气候基本特点是温光适宜、雨热同季、降水分布不均，旱涝等气候灾害频繁。前人关于江淮分水岭区的研究主要集中于分析降水随时间的变化情况，而对干旱时空变化特征的研究较少。王秋龙等分别应用SRTM数据、水文分析模型、线性倾向估计、普通Kriging插值研究了江淮分水岭区的降水量时空分布特征以及变化趋势，取得了较好成果[7]。但这些研究基本上都是在气象干旱结果的基础上进行分析，前人进行研究的时间尺度也多为年、季、月[8-9]，缺乏对于相应的农业或农作物干旱指标的分析研究，缺少从植被状态指数对江淮分水岭区进行干旱时空变化特征的研究[10]。二、选题意义本研究以江淮分水岭为研究区，基于2004年到2016年的遥感影像以及气象数据，采用VCI指数计算农业干旱指数，分析区域降水和干旱指数的相关性来分析区域2004-2016年农业干旱时空特征。以干旱指数是研究地区旱情动态特征、科学评估干旱风险的重要依据。江淮分水岭地区旱灾频发，给当地社会发展尤其是农业生产造成了严重影响。利用干旱指数识别出江淮分水岭区域干旱对植物的影响，探索区域农业干旱时空特征，为江淮分水岭区域的旱情监测与预警、风险管理提供依据。1、由于农业生产过程是自然再生产和经济再生产的统一过程,农业对气候的依赖性很强,因此干旱对农业的影响相当显著。通过研究，了解江淮分水岭农业干旱时空变化特征，2、通过区域研究，了解干旱特点和发生原因，定量分析干旱损失，结合区域水利设施，做好干旱减灾措施。三、研究方法根据收集到的资料、数据等采用定性分析和定量指数的方法进行江淮分水岭干旱的研究。具体方法如下：1、文献分析法：通过上网、图书馆、文献、杂志等收集分析资料，获取研究区域的现状，了解研究区域的基本概况，分析当前研究的内容、方向、方法和结论等。2、农业干旱状态识别方法：NDVI指数法。3、气象干旱状态识别方法：干旱指数法SPEI又称标准化降水蒸散指数，基于降水和蒸散量，通过计算两者差值与平均状态之间的离散距离来反映干旱程度的大小。4、相关分析法：采用一元线性回归趋势的计算方法对NDVI与SPEI的趋势分析及相关性计算。四、研究内容1、利用ENVI对2004－2016年江淮分水岭的区域遥感数据进行分析，计算出农业干旱指数。对区域遥感数据进行分析，通过江淮分水岭MODIS数据计算NDVI值来反映植被生长和气象数据计算SPEI指数来反映气象干旱，结合两者结果反映地区生态退化。SPEI又称标准化降水蒸散指数，基于降水和蒸散量，通过计算两者差值与平均状态之间的离散距离来反映干旱程度的大小。2、分析区域降水，根据2004－2016年江淮分水岭区域的气象数据，将区域内降水量按时间和空间的变化做出具体的分析。3、对区域降水与农业干旱指数的相关性进行分析。采用一元线性回归趋势计算方法，计算2004—2016年NDVI的变化趋势和干旱程度的变化倾向，通过Mann-Kendall(M-K)趋势检验法对其变化趋势进行显著性检验，并对NDVI与SPEI的栅格数据进行相关分析。SHAPESHAPE确定研究对象确定研究方法MODIS-NDVI数据NDVI值计算获取数据图1论文研究技术流程气象数据确定研究对象确定研究方法MODIS-NDVI数据NDVI值计算获取数据图1论文研究技术流程气象数据植被覆盖密度计算降水量、蒸发量计算SPEI指数SPEI干旱等级划分一元回归分析法以降水因素对ndvi、spei结果相关性分析结论与讨论区域降水变化特征五、参考文献冯强,田国良.全国干旱遥感监测运行系统的研制[J].遥感学报,2003,7(1):14-18.KallisG.Droughts[J].AnnualReviewofEnvironmentandResources,2008,33(1):85-118.唐侥,孙睿.基于气象和遥感数据的河南省干旱特征分析[J].自然资源学报,2013,28(4):646-655.孙丽,陈焕伟,赵立军,等.遥感监测旱情的研究进展[J].农业环境科学学报,2004,23(1):202-206.KoganF,SullivanJ.Developmentofglobaldrought-watchsystemusingNOAA/AVHRRdata[J].AdvancesinSpaceResearch,1993,13(5):219-222.吕潇然,尹晓天,宫阿都,等.基于植被状态指数的云南省农业干旱状况时空分析[J].地球信息科学学报,2016,18(12):1634-1644.张瑞芳,范昊明,王瑄,等.辽宁省冻融侵蚀发生的气候环境条件分析[J].水土保持研究,2008,15(2):8-12.董玉祥,康国定.中国干旱半干旱地区风蚀气候侵蚀力的计算与分析[J].水土保持学报,1994,8(3):1-7.杨兴华,何清,李红军,等.塔里木盆地风蚀气候侵蚀力的计算与分析[J].中国沙漠,2012,32(4):990-995.黄宝俊.灾害管理文库第六卷灾害防御对策研究[Z].北京:当代中国出版,1999.研究计划︵时间安排︶六、研究计划2017年10月：论文选题、审题、搜集资料，简单了解相关材料内容；2017年10月下旬--2017年11月下旬：整理开题的相关数据及资料，撰写开题报告进行开题答辩；2018年1月--2018年2月中旬：对比分析更好的方法，完成毕业论文初稿，并交给指导教师批阅；2018年2月--2018年3月：对论文进行修改和整理，完成毕业论文二稿