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干旱灾害是广西地区频繁发生的重要自然灾害之一。据历史记载,广西地区自1501至1990年中重大干旱年有26个;近二十年,广西地区也发生了几次严重的干旱灾害,其中以2003年7月至2004年2月发生的夏、秋、冬连旱最为严重。干旱灾害会造成大面积农作物减产绝收、江河水位下降和咸潮入侵、人畜饮水困难、森林火灾、病虫害等等,从而影响工农业生产和社会经济生活,造成巨大的经济损失。干旱问题日益成为广西地区经济可持续发展的制约因素。
常规干旱监测通常利用地面观测点降水量、土壤相对湿度、地表蒸发量、土壤墒情和其他气象资料(气温等)来间接判断旱情,以点监测来说明整个区域干旱情况。其主要缺点是监测网点建设投资大、单因素旱情评估具有片面性、空间细节表达能力差、对旱情的瞬时状态反映不及时、客观性不足等,不利于进行大范围区域旱情监测。遥感技术具有宏观、快速、动态、经济的特点,其可见光、近红外、热红外和微波波段可用于提取和反演与干旱相关的土壤水分、植被指数、冠层温度、蒸散、热惯量等方面的信息,可以直接或间接地实现干旱的有效监测。目前,国内外已经发展了许多遥感干旱监测方法和指标,主要包括土壤热惯量法、蒸散法、植被指数法、温度法、植被指数-温度法、土壤水分光谱分析法和微波遥感法。但目前这些方法都只适用于特定区域,尚缺乏能够切合南方区域特别是广西区实际情况的遥感干旱监测算法。此外,受现有条件制约,广西的干旱监测工作基础薄弱,具体表现为:监测技术落后、监测网络不健全、基础资料匮乏等。旱情监测工作的滞后影响到防灾减灾决策,不利于水利工程有效发挥抗旱效益,影响到农林生态环境优化调整以及减缓旱情对社会经济的冲击。因此,对广西干旱监测技术进行研究,从而寻求适用于广西区干旱监测的新技术成为一种迫切需求。
本研究通过分析广西区水文站网观测的近50年降雨量数据,计算各站点的标准化降水指数、降水距平指数等常规干旱指数,采用时间序列分析、GIS空间分析等方法,对各指标数据与相应灾情资料进行对应分析研究,了解研究区各指标对干旱反映的有效性及干旱时空变化规律。同时选用MODIS卫星遥感数据,通过对遥感数据处理和干旱信息提取方法的探讨,找出适用于广西区的遥感干旱监测模型和遥感干旱指标,综合采用常规和遥感等多个干旱指标建立适用于广西区的干旱监测模型,对广西区旱情进行连续、实时监测,并对旱灾灾情的程度、范围做出时空多角度、实时评估。通过对广西区的干旱情况进行试验监测,分析模型的应用情况,并以此为基础对模型作进一步修正。通过上述研究,将RS(遥感)与GIS(地理信息系统)等技术和常规旱情监测方法相结合,成功地解决了旱情业务化监测过程的一些关键性技术问题,整合了一套较为完善的业务化旱情监测技术,为广西区旱情监测实用化和业务化提供了一种新的现代化技术手段,对于广泛、深入开展我国干旱动态监测与管理工作具有示范和借鉴意义。