旱情遥感监测理论方法与实践(遥感水利应用技术丛书)
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前言

干旱是对人类社会影响最严重的气候灾害之一。我国地处东亚,季风气候明显,年际间季风的不稳定性造成了我国干旱的频繁发生,局地性或区域性的干旱灾害几乎每年都会出现。据统计,近十几年,我国干旱灾害发生频繁,影响范围不断扩大,损失增长趋势明显,连续性、极端干旱灾害时有发生,对我国粮食安全、饮水安全和生态安全造成了严重威胁,成为制约我国经济发展主要因素之一。

旱情监测是抗旱工作的前提和基础,建立一套实时高效定量的旱情监测系统已成为新时期治水思路下解决我国干旱问题的重点。作为一项重要的非工程措施,旱情监测对于实时掌握旱情动态、科学指导抗旱救灾、最大限度地减少旱灾损失、提高抗旱管理水平、缓解水资源短缺矛盾、保护人民生命财产安全、实现水资源的可持续利用、保障社会经济可持续发展等都具有十分重要的现实意义。传统的基于土壤墒情测站的旱情监测方法,只能获得少量的点数据,再加上人力、物力、财力等因素的制约,难以迅速而及时地获得大面积的旱情信息,使得大范围的旱情监测和评估缺乏时效性和代表性。遥感旱情监测方法则是面上的监测,具有监测范围广、空间分辨率高、信息采集实时性强和业务应用性好等特性,可有效地弥补地面观测系统成本高、空间覆盖率低和观测滞后的缺点,为各级减灾部门及时高效提供决策支持服务。随着卫星遥感技术的迅速发展,干旱遥感监测模型实用化程度越来越高,遥感技术已成为旱情监测重要支撑手段。

尽管遥感技术早在20世纪80年代开始应用于旱情监测研究中,但总体上案例分析较多,系统总结偏少。本书作者先后参加了“九五”国家科技攻关重中之重项目“重大自然灾害监测与评估业务运行系统的建立”、社会公益研究专项资金项目“旱情遥感监测实用方法与业务化实验研究”“水旱灾害遥感监测预警技术体系研究与建立”“高分水利遥感应用示范工程(一期)水旱灾害遥感监测”“基于理论VFC/LST特征空间的区域蒸散发遥感反演研究”以及国家防汛抗旱指挥系统二期工程项目“水利部旱情遥感监测系统”等,开展了2009年北方冬麦区干旱、2010年西南五省干旱、2011年长江中下游干旱、2014年华北和东北干旱等遥感监测与分析工作。本书在多年旱情遥感监测工作实践的基础上,系统地提出了旱情遥感监测的理论与方法,并介绍了近年来应用遥感技术开展旱情监测的实例。

全书包括9章内容。第1章绪论,介绍了我国干旱灾害总体情况,分析了遥感在旱情监测中的作用,总结了旱情遥感监测现状与趋势,由黄诗峰、杨永民、马建威、雷添杰撰写;第2章旱情监测指标概述,介绍了干旱的分类,分析了旱情监测指标,重点探讨了旱情遥感监测指标,由雷添杰、黄诗峰撰写;第3章旱情遥感监测的数据源与预处理,分析了旱情遥感监测的数据源以及旱情遥感监测的数据预处理,由黄诗峰、雷添杰、马建威、辛景峰撰写;第4章旱情监测遥感指数模型,介绍了基于遥感反演植被指数和温度的旱情监测指数模型,由杨永民撰写;第5章基于降水遥感反演的旱情监测方法,介绍了基于降水遥感反演的旱情监测方法,由曲伟、李景刚、谭亚男、臧文斌撰写;第6章基于光学遥感土壤水分反演的旱情监测,介绍了基于光学遥感反演土壤水分的旱情监测模型,由辛景峰撰写;第7章基于蒸散发遥感反演的旱情监测,介绍了基于蒸散发遥感反演的旱情监测模型,由杨永民撰写;第8章基于微波遥感的旱情监测方法,介绍了基于微波遥感的旱情监测方法,由马建威、孙亚勇撰写;第9章基于水体面积变化的旱情遥感监测,介绍了基于遥感的水体提取方法以及基于水体面积变化的旱情监测模型,由李小涛、李蓉、李景刚撰写。全书由黄诗峰、辛景峰、杨永民统稿,许宗男参加了部分图件的绘制工作,王慧参加了部分文字修改工作。

本书的出版得到了高分辨率对地观测系统重大专项(08-Y30B07-9001-13/15)、国家自然科学基金(51420105014、41501415、41601569)和中国博士后科学基金(2016M591214)的资助。

本书撰写过程中得到了中国水利水电科学研究院李纪人教授的大力支持和热忱指导,并为本书作序,在此表示感谢。

由于撰写时间仓促,作者水平有限,不当之处恳请读者批评指正。

作 者 

2016年10月