地理空间观测使用条件植被温度指数干旱农田的旁遮普,巴基斯坦

贾汗季汗¹和Pengxin王^2*

¹学院计算机科学与信息技术、Sarhad大学科学和信息技术、巴基斯坦

²大学的信息,电气工程、中国农业大学、北京、中国公关

*通讯作者:: Pengxin王
大学的信息,电气工程100083年,中国农业大学,北京,中国的公关。
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电子邮件: (电子邮件保护)

收到:10/07/2018接受:10/09/2018发表:13/09/2018

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文摘

旁遮普平原的干旱的随机特性(巴基斯坦)强烈动机依赖降水的干旱监测数据是不够的,考虑到缺乏可靠和完整的数据,加上适当的网络信息系统,特别是在巴基斯坦低可用性的气象站。研究卫星观测显示网站在一个时空模式实时指数称为条件植被温度指数(VTCI)表现出干旱条件下使用EOS卫星Aqua-MODIS归一化植被指数和LST数据产品为了应对干旱和土壤水分,以反映农业和平原水文的影响。时空观测代表主要重大干旱在东北与中部和南部与无关紧要的冬小麦的干旱季节在2004年,2006年,2008年、2010年和2011年期间2003 - 2014两种旱作和灌溉条件下的区域。这个泄露的南部和中心东北平原干旱相比之下暴露在高出现干旱,而东北表明大部分的正常情况下的干旱平原。研究展览时间变化的地表干旱的时期16日到12月累计降水的显著相关性VTCI时间序列值,随四个时期(2003 - 2008,2010,2011 - 2014,2003 - 2014)在5个气象站2003 - 2014。这揭示了多年的有效性MODIS VTCI方法观察测定的温暖与寒冷边缘,干旱监测和洪水事件在旁遮普平原在给定的时期。结果例证VTCI作为干和湿条件良好的指数在冬小麦的季节。

关键字

干旱条件下,小麦、全球气候、土壤水分

介绍

观测的时空动态

全球变暖会导致全球气候变化,和巴基斯坦在八号上市最多的十个国家从1995年至2014年在世界上的影响。自然灾害应对干旱和洪水是最常见的,经常发生的灾害的地区,特别是在巴基斯坦在最近的几个世纪,由于环境、气候和生态系统人为因素(1- - - - - -6]。干旱环境过程是一个复杂的现象和视为危险的随机性质的长期匮乏和缺乏个性的结果微薄的年降水量和表面的含水量对农业、气象、水文和社会经济与一个潜在的重大后果。干旱是一个长期的事件与后续大面积作物降水不足,导致产量的损失。都干旱,洪水是世界上最贵的自然灾害在全球变暖条件下由于极端气候事件。土壤水分有重要作用,保持干燥和潮湿的法术在灌溉和雨养条件下,干旱和洪水的关键指标。因此,这是明显的监测该地区的干燥和潮湿的条件。为了缩小差距的研究网站的农田旁遮普,巴基斯坦、近实时的干旱监测方法称为条件植被温度指数(VTCI)以及地理空间近实时耦合(NRTC)方法应用。研究采用VTCI方法将地表温度(LST)温暖和寒冷的边缘,伴随着的说法,聚集索引来确定干旱的意义与归一化植被指数(NDVI)。因此,当前的研究利用的MODIS(中分辨率成像光谱仪)16天合成LST (MYD11A2)和归一化植被指数(MYD13A2)数据产品位于https://lpdaac.usgs.gov/。研究网站(Punjab)的延伸(518 x 598)平方公里(28.42 - -32.98°N, 70.14 - -75.39°E) h24v05和h24v06网格板。 To determine the drought imagery and edges, we employed the Space-borne EOS’s MODIS data products to acquire the land surface conditions during the winter wheat crop season in the cropland of the plain under rain-fed and irrigated conditions [7,8]。VTCI整合归一化植被指数和LST确定温暖和寒冷的边缘以及调查干燥和潮湿的条件。VTCI功能地块位于LST-NDVI空间是最合适的方法测定VTCI意象以及温暖和寒冷的边缘对土壤水分的回应。本研究确定了多年的干旱以及温暖的边缘(LST_马克斯边(LST)和冷_最小值),以应对2003 - 2014年期间土壤水分在平原。

VTCI图像的空间和时间的观察在指定的时期出现干燥和潮湿的条件下由于时间变化的地表土壤水分条件和演示的温暖和寒冷的边缘不规则撤退州农业实践。这取决于变化在温暖和寒冷边缘暴露由于天气干旱极端的不均匀温度从冬季到夏季的平原。响应的时空观测表明,南部和中心的东北平原干旱相比之下暴露在高出现干旱,而东北表明大部分的正常情况下的干旱平原。干旱条件说明冬小麦季的12年期间,在2004年,2006年,2008年,2010年和2011年与2500年计算的减少,2588年,2438年、2846年和2737年的产量每公顷公斤的平均收益率两旱作和灌溉条件下生产由于干旱平原。洪水开始之前和之后的2010 - 2011年小麦面积为6691.0公顷,然而,在2011 - 2012年下降到6482.9公顷。这表明洪水(2010)影响区域和生产和从19.041减少到1773.89万吨。与上述干旱和收益率的计算,说明了平原灌溉实践不足,依赖季节性降雨在冬小麦季在旁遮普平原。

VTCI倍系列计算干旱

VTCI时间序列的广义特征干旱表现出各自的气象站的平原三个气候区(南、中心和东北)。平原的南部和中心累计降水结果无关紧要的VTCI值较低,然而,在东北有足够的降水导致重大VTCI值。这种披露的有效性多年MODIS VTCI方法观察测定的温暖与寒冷边缘,干旱监测和洪水事件在旁遮普平原在给定的时期。在增加,VTCI时间序列值,则说明VTCI低平原的南部和中心显示值,由于缺少降雨,而东北地区的高VTCI值与充足的降雨在五个气象站和提出更好的应对近期降水。这表明旁遮普平原不仅依赖于灌溉实践也依赖于降雨。

验证的干旱

研究展览时间变化的地表干旱与验证的时间16日到12月累计降水与VTCI图像时间序列值有显著相关的价值观,不同的四个时期(2003 - 2008,2010,2011 - 2014,2003 - 2014)在5个气象站2003 - 2014。VTCI值和总累计降水之间的关系(TPCP)是非常重要的短期系列相比,长期在12年时间。VTCI之间的权衡相关系数值和累计降水随时间序列的增加在2003 - 2014。这表明该地区见证了强降雨和2010年最严重的水灾,提出了干燥和潮湿的法术与模糊的变化对该地区降水的12年时间。和披露VTCI值和累积降水量在不同时期有很大关系。这说明VTCI近实时的干旱监测方法有不同时间尺度和时间序列的能力。这说明VTCI价值观非常重要与降水的关系,证明VTCI不仅依赖于近期降水,但它也与运行/过去的沉淀以及关联偏离正常降水(DPNP)异常。VTCI演示使用Aqua-MODIS干旱条件归一化植被指数和LST数据产品应对干旱和土壤水分,它反映了农业和平原水文的影响,表明VTCI优惠在冬小麦的季节。此外,NRTC方法意味着VTCI和累积降水量的关系大力干和湿的验证条件。这项研究揭示了决心VTCI方法的有效性的温暖与寒冷边缘,洪水干旱监测和检测对该地区在给定的时期。

讨论和结论

可能的建议和推荐本地区由于气候变化威胁亚洲和特定于地区的形式更高的温度,干燥条件,和洪水。政策制定者需要关注这个问题,维护该地区自然灾害的任何形状,建立了温度变化的极端脆弱性影响的机制,热极端降雨雪,冰川融化,河流和农业地区的旁遮普,巴基斯坦。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(批准号41371390)。

引用

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