江西省旱情监测系统站网布设研究
人工智能物联网旱灾监控预警系统设计
人工智能物联网旱灾监控预警系统设计 旱灾监控预警是农业生产活动中的一项重要技术，在设计旱灾监控预警系统时融入人工智能物联网技术，对提高预警的精准性具有重要意义。通过将紫蜂协议技术与全球定位技术相结合，以物联网为平台支撑，以S3C6420处理器为核心，利用BP神经网络结构模式的土壤干旱预测模型，提出了一种基于人工智能物联网技术的旱灾监控预警系统，实现了对土壤干旱情况的时时监控，以及对未来变化的准确预测，有效地降低了旱灾对农业良好发展的影响。 【Abstract】The drought monitoring forewarning is an important technology in agricultural activities. Adding the Internet of artificial intelligence technology into the drought monitoring forewarning system has significant to the precision of forewarning. In this paper，combining the purple wasp technical agreement and the GPS technology，based on the internet，taking the S3C6420 processor as the core，using the soil drought prediction model with BP neural network structure，this paper raises the drought monitoring forewarning system design with internet of artificial intelligence，implements the constantly monitoring of soil drought conditions，to accurately forecast the future changes，and reduce the drought affection on the agriculture development effectively. 【關键词】人工智能；物联网；旱灾监控系统；硬件设计；软件设计 1 引言 计算机技术的迅速发展，使得社会进入到了一个全新的信息化时代，物联网已经成为信息产业的必然发展趋势。人工智能作为物联网的核心技术，通过对人的思维模式、行为意识进行模拟，来代替人类完成工作，改变了传统的人工生产方式，对提高生产力和人们生活水平具有重要意义。以人工智能为基础和核心构建而成的物联网，已经渗透到各行各业中，在提高计算机系统运行效率以及精准性方面发挥着重要作用，是促进社会发展和进步的一项重要技术，必须充分发挥人工智能物联网的应用优势。[1] 2 人工智能物联网旱灾监控预警系统结构 基于人工智能物联网构建完成的旱灾监控预警系统，主要由系统控制平台、信息采集终端、信息传输网络和信息处理中心四部分组成。不同组成部分在旱灾监控预警系统中所起到的作用是不一样的，其中系统控制平台对整个系统运行起到调控作用，土壤干旱信息的处理与发送都是由该部分完成的，系统控制平台中所用处理器型号为S3C6420处理器。信息采集终端主要作用是对土壤干旱情况进行监控，完成具体数据的收集与整合，是获取土壤干旱信息的主要途径，所采集到的信息主要包括土壤的温度、湿度以及光照强度等几方面，所用传感器的协议方式为ZigBee，中文名称为紫蜂协议。信息传输网络的主要作用是将信息采集终端所获取的土壤各项信息进行传递，为旱灾分析提供准确、可靠的依据和资
干旱遥感监测方法研究进展_杨世琦.pdf
第30卷第2期高原山地气象研究Ｖｏｌ30Ｎｏ.2 2010年 6月ＰｌａｔｅａｕａｎｄＭｏｕｎｔａｉｎＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＪｕｎ.2010 文章编号:1674-2184(2010)02-0075-04 干旱遥感监测方法研究进展 杨世琦1,高阳华1,易佳2 (1.重庆市气象科学研究所, 重庆401147;2.西南大学地理科学学院, 重庆 400715) 摘要:本文对国内外学者在干旱遥感监测方面所做的工作进行了总结。根据选取资料的不同,将国外进行干旱遥感监测的情况归纳为5类,分别介绍了主要方法及其进展。同时,对国内开展干旱遥感监测的情况从空间尺度、时间尺度、监测手段、监测方法等4个方面进行了分析,并讨论了干旱遥感监测在实际应用中存在的问题。 关键词:干旱;土壤含水量;遥感;监测中图分类号:Ｐ407文献标识码:Ａｄｏｉ:10.3969/ｊ.ｉｓｓ ｎ.1674-2184·2010.02.017 引言相同像元的ＮＤＶＩ序列资料进行比较,使得ＮＤＶＩ值更具 可比性;Ｋｏｇａｎ[6]认为一个地区的气候状况,土壤类型质干旱是指由水分收支或供求不平衡所形成的水分短地,植被类型分布以及地形条件都会影响ＮＤＶＩ值的变缺现象,因其出现频率高、持续时间长、波及范围大,对国化;Ｓｕｇｉｍｕｒａ[7]研究也表明ＮＤＶＩ值要受到海拔的影响, 民经济特别是农业产生严重影响,历来被人们所关注,已海拔高的地区ＮＤＶＩ值相对较高,考虑地形地貌因素以经成为世界性的重大自然灾害。土壤含水量是判断干旱及联系气象因子变化会使监测结果更加准确。 的重要指标之一,也是旱情监测的基础。土壤含水量的 1.2利用热红外波段获取地表温度日变化幅度和热模获取可分为3类:田间单点实测法、土壤水分模型法和遥型结合估测土壤湿度。 感法[1]。其中遥感法可以快速获得大面积的土壤水分信热惯量随着土壤含水量的增加而增大,利用热红外息,具有宏观、动态、经济的特点,被广泛用于干旱监测。遥感可以观测地表温度,获得热惯量,进而估测土壤湿 1国外研究综述度。如Ｗａｔｓｏｎ、Ｐｈｏｎ等[8,9]在地质研究中最早应用热模型;Ｋａｈｌｅ[10]提出热惯量的概念;Ｐｒｉｃｅ等[11]简化潜热蒸散 国外采用遥感技术监测土壤含水量始于20世纪70 形式,总结了热惯量法及其遥感成像原理,提出了表观热年代,其方法大致可以分为5类。惯量ＡＴＩ(ＡｐｐａｒｅｎｔＴｈｅｒｍａｌＩｎｅｒｔｉａ),从而可用卫星提供1.1利用可见光和近红外遥感资料进行监测 , 主要利用的反射率和热红外辐射温差计算热惯量;Ｅｎｇｌａｎｄ等[12] 植被指数和植被状态指数。提出了辐射亮度热惯量(Ｒａｄｉｏ-ｂｒｉｇｈｔｎｅｓＴｈｅｒｍａｌＩｎｅｒ- 植被指数常用来监测某一时段或生长季的降水和干ｔｉａ,即ＲＴＩ)的概念,且认为ＲＴＩ对土壤水分的敏感性好旱,多为定性结果。如Ｊａｃｋｓｏｎ等[2]利用ＮＤＶＩ监测干旱于ＡＴＩ;Ｃａｒｌｓｏｎ[13]利用ＮＯＡＡ/ＡＶＨＲＲ资料计算土壤有发现,植被指数对短暂水分胁迫不敏感,只有水分胁迫严效水分和热惯量。 重阻碍作物生长时才引起植被指数的明显变化,因而,植 1.3利用微波遥感 , 测量雷达后向散射系数以及测量监被指数不能及时反映植被覆盖下的土壤含水量,在洪涝测土壤水分含量。 区域和裸土区域应用受到限制;Ｋｏｇａｎ[3]提出植被状态指微波分为主动微波和被动微波,主动微波通过测量数(ＶＣＩ),并认为ＶＣＩ优于ＮＤＶＩ。事实上,二者各有优雷达的后向散射系数,被动微波通过测量土壤亮温来估缺点,植被指数受气候、土地利用和地理条件的影响,主测土壤水分。在主动微波遥感领域,合成孔径雷达 要反映植被的绝对生物量和区域干旱程度,而ＶＣＩ主要(ＳＡＲ)已成为国际对地观测领域最重要的前沿技术之受天气的影响,只能反映植被覆盖区干旱的相对变化。一。被动微波估测土壤水分主要分成两大块:一是针对为了减少植被指数对大气的依赖,Ｋａｎｆｍａｎ等[4]发展了裸露地表的土壤水分反演,另一个是针对植被的土壤水抗大气植被指数(ＡＲＶＩ);Ｂａｗａ等[5]发现利用多年同期分反演模型。施建成[14]等针对Ｑ/Ｈ模型进行了修正, 收稿日期:2010-02-18 资助项目:重庆市科技攻关计划项目ＣＳＴＣ,2009ＡＣ0125;科技部“西部开发科技行动”重大项目(2005ＢＡ901Ａ01)作者简介:杨世琦, 硕士,工程师,主要从事农业气象,遥感应用等方面的研究。Ｅ-ｍａｉｌ:ｙａｎｇｓｈｉｑｉ@ｇｍａｉｌ.ｃｏｍ
干旱成因分析与与对策
合肥位于北纬31度52分、东经117度17分，安徽省省会，下辖巢湖市、肥东县、肥西县、长丰县、庐江县。合肥地处中纬度地带，处于江淮之间，全年气温冬寒夏热，春秋温和，属于暖温带向亚热带的过渡带气候类型，为亚热带湿润季风气候。年平均气温15.7℃，降雨量900~1100毫米，大多数年份的降水距平百分率都在±25%以内，日照2100多个小时。 众所周知，自古以来，水源就是一个城市最重要的资源之一。居民生活、农业灌溉、工业生产都需要大量的水资源供给。由于合肥市拥有众多水库，如：董铺水库、大房郢水库、陶冲水库、梅冲水库、三十头水库、罗集水库等，加之合肥市通过淠河干渠从大别山引水，使合肥市占据充足的水资源，城市居民生活用水和工业用水可以得到充分保障。但农业灌溉由于灌溉难度大，受灌溉技术的限制，使气候因素仍是使农田出现干旱，形成旱灾的主要因素。下面主要分析合肥地区农田干旱、旱灾成因与对策。 1.旱灾成因分析 1.1 降雨量的时空分布与农作物需水之间的矛盾 降雨持续偏少，梅雨量失常，不雨时间长，且发生在作物需水的关键时期，是造成旱灾的最主要原因。如2011年1至4月份合肥降雨量出现50年的同期最小值。这便是2011年旱灾出现的主要原因。 1.2 水利工程现有供水能力相对下降与需水领域相对扩大之间的矛盾 以长丰县为例，尽管全县农田水利40多年的不断建设，有了很大的发展，但由于工程年久失修、管理不善等多方面的原因，支撑和保障能力明显不足。另一方面，随着经济的发展，供水的领域相对扩大，不仅要保证农作物的需水，更要保证城乡供水、工业用水等其他发面供水，从而降低了水利工程的供水保证率。 1. 3 作物种植结构与水利工程布局不适用之间的矛盾 近年来，虽然不断加大结构调整力度，但仍有部分地区在水利条件较差的地方习惯于种植需水量大的作物，一旦受旱容易成灾。 1.4农业效益低与较大抗旱成本之间的矛盾 越是干旱严重的地区，农民困难越大，抗旱成本高，缺少劳动力，农业效益比较低，严重影响群众抗旱积极性。
对云南连年干旱问题的回顾与反思
4年大旱教训深刻痛下决心大干水利——对云南连年干旱问题的回顾与反思 省委书记——秦光荣 旱灾是云南自然灾害之首。2009年以来我省已连续4年遭遇严重干旱，给各族群众生产生活造成了严重影响，给全省经济社会发展、工农业生产带来了巨大损失。今年又发生冬春干旱，极有可能发展成为云南历史上少有的5年连旱。严重干旱暴露出我省水利基础设施建设滞后、工程性缺水矛盾尖锐、防灾减灾能力不强等薄弱环节和突出问题，必须深刻的反思，下更大的决心，尽最大的努力，用更硬的举措，尽快破解水利基础设施这个云南发展的瓶颈制约，从根本上全面提高我省的防灾减灾能力和水利基础保障水平。 一、四年连旱历史罕见，干旱成因复杂多样 2009年以来，气候异常多变、江河来水持续偏少、库塘蓄水严重不足，云南连续4年遭遇严重干旱。2009年春夏干旱、2010年百年大旱、2011年雨季干旱、2012年旱季更旱。干旱持续的时间、干旱影响的范围、旱灾造成的损失历史罕见。4年连旱呈现以下4个主要特点：
一是降雨连续偏少，气温持续偏高。全省多年平均降水量1086毫米，2009年至2012年，年降水量均低于多年平均水平，2009年低16%、2010年低4%、2011年低20%、2012年低13%，其中2011年、2009年年降水量为有气象记录以来的最少年和次少年，全省4年只下了3年多的雨，滇中地区则更为严重，昆明4年只下了不到3年的雨。全省多年平均气温16.6℃，2009年至2012年，年平均气温均高于多年平均水平，2010年高 1.0℃、2011年高0.1℃、2012年高0.5℃，其中2010年全省平均气温17.5℃，为1959年以来最高年份，2009年9月至2010年4月中旬，全省平均气温15.3℃，较历史同期偏高1.5℃，为1961年以来历史同期最高值。 二是库塘蓄水减少，供水矛盾突出。2009年至2012年全省河道平均来水量较历史平均偏少33.8%，全省库塘蓄水在2008年年末达到历史最高纪录72.68亿立方米之后，3年连年下滑，至2011年年末只有47.39亿立方米，是1994年以来同期蓄水最少的年份。2012年年末，虽经艰苦努力，全省蓄水达69.62亿立方米，但分布不均，滇中地区的昆明、楚雄、玉溪以及滇西的大理、丽江库塘蓄水严重不足，楚雄州仅完成蓄水计划67%，这些地区今年的抗旱水源将十分紧张。连续抗旱大量消耗水源，抗旱水源不能及时补充，昆明、曲靖、楚雄、玉溪等城市及安宁、砚山、双柏等城镇供用水矛盾突出。山区、半山区各族群
中国历史上的旱灾及其成因
中国历史上的旱灾及其成因 2010-05-03 来源：光明日报作者:夏明方查看评论进入光明网BBS 手机看新闻 历史时期的中国旱灾频发，而且旱灾波及的范围要远大于其他灾害，是为害最甚的天灾。 旱灾因其具有的隐蔽性、潜伏性和不确定性等特点，极易使人们心存侥幸，消极等待，而一旦酿成重患，后果很难挽回。 旱灾既是自然变异过程和社会变动过程彼此之间共同作用的产物，又是该地区自然环境和人类社会对自然变异的承受能力的综合反映。 保护自然环境，完善社会保障制度，建立包括针对旱灾在内的灾害应急体系，始终是人类面临的重要而又艰巨的任务。 人类赖以生存的自然环境是一个由岩石圈、生物圈、大气圈、水圈四大圈层相互依存、相互制约而组成的巨系统，即地球生态系统。但是作为地球的一个薄薄的圈层，它不仅与岩石圈的深层、大气圈的高层紧密相连，也与之外的天文宇宙系统息息相关。故而该系统内部各圈层或其外部环境的任何变化与异动，一旦超过特定的阈值，都会对人类与人类社会带来严重的损害（参见宋正海、高建国等著《中国古代自然灾异动态分析》第1页，安徽教育出版社2002年版）。在历史时期的自然灾害中，诸如地震、山崩、台风、海啸、火山喷发、洪水以及急性传染病等爆发性的灾害，更容易引起人们的关注，而类似于旱灾这样的渐进性灾害，则往往被人们所忽视。但是纵观中国历史，旱灾给中国人民带来的灾难，给中华文明造成的破坏，要远比其他灾害严重得多。美籍华裔学者何炳棣在其关于中国人口历史的研究中即曾断言：“旱灾是最厉害的天灾。” 一、旱灾是危害最严重的天灾 我国历史上最早的旱灾记载，应是距今3800多年前（公元前1809年）伊洛河流域的大旱，即所谓“伊洛竭而夏亡”。民国时期国内外学者如何西（A.Hosie）、竺可桢、陈达、邓拓等，都曾利用《古今图书集成》、《东华录》以及其他文献记载对中国历史时期的水旱灾害进行统计，其结果均无一例外地显示旱灾发生的次数多于水灾。据邓拓《中国救荒史》的统计结果，自公元前1766年至公元1937年，旱灾共1074次，平均约每3年4个月便有1次；水灾共1058次，平均3年5个月1次（《邓拓文集》第二卷第41页，北京出版社1986年版）。新中国成立后，旱灾发生的频率总体上小于水灾，但自上世纪二十年代初期华北、西北大部分地区开始出现的干旱化（并非单指降雨量的减少）趋势，从生态系统变化的角度来看，也是不容忽视的问题。就灾害的后果而言，旱灾引发重大饥荒
中国主要气象灾害——干旱
环境资源学院 气象学文献综述 论文题目：中国主要气象灾害——干旱的分析与研究 学生姓名：陈璐璐 学号：201018010206 系（部、院）：环境与资源学院 专业：资源环境与城乡规划管理 班级：102 指导教师：张方方 2011年9月24日
气象学文献综述 中文摘要：气象灾害是影响面最广的灾害。我国海陆兼备，大部分地区受季风控制，气候极不稳定，决定了我国季节降水和年际降水的时空分布不均衡。导致我国气象灾害种类多，其中干旱对我国农业的危害影响范围最广、灾情最重的灾害之一。就今年来说，江苏部分地区以及长江中下游就出现了罕见旱情，对当地造成了很严重的影响。 关键词：中国气象灾害干旱江苏长江中下游 英文摘要：Meteorological disasters that affect the most widespread disasters. Both land and sea in China, most of the region controlled by the monsoon, the climate is very unstable, the decision of China's inter-annual seasonal rainfall and the uneven spatial and temporal distribution of precipitation. Lead to many kinds of meteorological disasters in China, But one of drought impact on agriculture in China the most extensive damage, one of hardest-hit disaster.This year, the Jiangsu Yangtze River in some areas and there have been rare drought, causing a very serious local impact. 关键词：China Meteorological Disasters drought Jiangsu Province Yangtze River
云南干旱与对策
云南连年干旱主要成因及相应对策 一、引言 2012年，大旱第三年袭击云南。截至2月16日10时，持续干旱已造成云南13州市91个县(市、区)631.83万人受灾，饮水困难人口242.76万人，其中生活困难需政府救助人口231.38万人，饮水困难大牲畜155.45万头。而云南省农业厅的数据显示，该省农作物因干旱受灾达到559.9万亩，成灾203.7万亩，绝收32.4万亩，造成种植业直接经济损失超过6亿元人民币。 中国大西南历来以雨水丰沛著称,云南的水资源总量位居全国第三。但是,恰恰这些丰水区,2009年至2012年却遭遇百年不遇的大旱。如何从科学理性的层面上去找寻其中的原因和机理？如何从旱灾的发生形成的机理上去探讨其规律性的认识？如何建立抗旱的长效机制？面对如此极端的干旱，本文将探讨其背后真正的原因，更应该致力于如何应对，如何解决，为云南干旱提供具有现实意义的对策。 二、选题意义 目前，云南已有273条中小河流断流，390座小型水库干涸。云南水资源总量2222亿立方米，排名全国第三，但从水资源开发利用的角度看，云南水资源总量丰富的同时，又是一个水资源穷省。面对持续的干旱，我们不仅要问：水在哪里？3月、4月、5月云南旱情究竟会如何发展？一个水资源总量居全国第三的省份，为什么会连续三年遭遇大旱？背后还有没有其他的一些因素呢？ 云南省是一个旱灾频发的地区，最近的几十年里，旱灾越来越来频发，受灾情况也越来越严重，而今年更是遭受了60年不遇的大旱，这给云南的农业经济造成了巨大的损失，也给云南的生态环境敲响了一个警钟。
三、自然因素对云南大旱的影响 1.全球气候变暖 气象专家分析认为，由于全球气候变暖，太平洋厄尔尼诺现象加剧，导致在台湾岛至中南半岛之间，形成了一条长3000多公里、宽度跨越4个纬度的巨型高压坝。高压坝破坏了大气结构，造成海洋季风无法登陆形成降雨，是导致这次极端干旱的最主要原因。高压坝就像一堵墙，横在广西南部上空，阻挡太平洋水汽西进。即使北方有冷空气南下，也无法与水汽汇合，造成广西、贵州、云南交汇地区自从2009年8月以来就几乎没有降雨，遭遇50年来少有的极端干旱。 自20世纪80年代以后，云南区域平均气温总体上表现出明显的变暖趋势，尤其是2001年~2006年间，云南区域气温增幅达到0.64℃，升温的幅度要大于全球及北半球的平均值。如果按照时间段来分，云南自20世纪80年代中后期以后出现变暖迹象，而90年代后期的增温最明显，而滇中地区则是最近10多年来全省增温最明显的地区。
1999及2000年夏季华北严重干旱的物理成因分析介绍
2002-05-24收到,2002-08-19收到再改稿 *中国科学院资源环境领域知识创新工程重要方向项目KZCX2-203和国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分共同资助 1999及2000年夏季华北严重 干旱的物理成因分析 *卫 捷 张庆云 陶诗言 (中国科学院大气物理研究所,北京 100029) 摘 要 分析了1999及2000年夏季华北严重干旱气候灾害及其物理成因。这两年华北夏季严重干旱灾害是欧亚大气环流出现异常和长期持续的结果。在干旱持续时期,欧亚35~45b N 范围的纬度带存在E U 型静止波列。这个静止波列的遥相关强迫作用以及干旱灾害区域下垫面的正反馈作用是造成1999及2000年夏季持续性干旱最重要物理因子。 关键词:华北;干旱;大气环流异常;物理机制 文章编号 1006-9895(2004)01-0125-13 中图分类号 P425 文献标识码 A 1 引言 1999及2000年华北和东北地区出现持续两年严重干旱,这是华北、东北近50年来所少有的。由于持续干旱,我国在2000年受严重旱灾面积达2107@107hm 2,北方地区农业歉收达20%~30%。1999及2000年夏季的酷热少雨天气也给工业和人们日常生活带来了很大影响。东北的松花江出现断流,京津地区用水紧张,天津实施了从黄河紧急引水工程,以缓解该地缺水的燃眉之急,决策部门也决定启动从长江引水解决京津缺水的中线引水工程。另外,由于这两年北方地区持续温度偏高,降水偏少,加上2000年早春亚欧大陆盛行经向环流形势,使得2000年春季3、4月北方出现12次沙尘暴天气过程,其出现频率之高、影响范围之广也为50年来少有。这两年的干旱及其引发的资源与环境变化问题引起了广大公众和决策部门的关注。 很多研究表明:干旱过程常常是某种状态的异常环流型持续发展和长期维持的结果[1,2]。海洋温度异常是最重要的大气外部强迫因素之一,ENSO 对中国旱涝有明显的影响[3,4]。但是,气候异常的持续性不能完全归结为海洋巨大的热容量缓慢的变化所引 起。王会军[5]对我国几个大水年的大气环流特征进行了分析与数值模拟,指出在我国 相当多的气候异常事件中,SSTA 并不是主要原因。统计分析表明[3]:一般,拉尼娜年华北降水易偏多,1999及2000年是拉尼娜年,而华北出现了持续两年严重干旱。对重大干旱灾害事件进行剖析,深入研究干旱灾害产生的机理是干旱气候灾害预测的基础。 本文将华北1999及2000年夏季重大干旱气候灾害作为研究对象,利用包含前期与同期下垫面温湿特征的Palmer 干旱指数(I PDS )[6],描述干旱气候的基本特征,分析干 第28卷第1期 2004年1月大气科学Chinese Journal of Atmospheric Sciences Vol 128 No 11Jan 1 2004
气象干旱监测与预测方法与设计方案
图片简介: 本技术介绍了一种气象干旱监测与预测方法，属于气象干旱监测与预测的技术领域。包括以下步骤：从权威机构网站获取某时间段的降水遥感影像数据；将遥感影像数据转换为降水量；以连续30天组成一个月尺度的计算时段，将所述计算时段内每天的降水量相加，即可得到所述计算时段的降水量，分别计算所述计算时段与历年同期的降水量，并计算得到月尺度降水量距平百分率；制作目标区域的月尺度降水量距平百分率分布图。本技术能够根据气象部门发布的天气预报信息获取未来各天的天气状况和温度范围，计算未来各天预计的降水量距平百分率，从而达到对未来各天进行定量化干旱预测的目的。 技术要求 1.一种气象干旱监测与预测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、从权威机构网站获取某时间段的降水遥感影像数据； S2、将遥感影像数据转换为降水量； S3、以连续30天组成一个月尺度的计算时段，将所述计算时段内每天的降水量相加，即可得到所述计算时段的降水量，分别计算所述计算时段与历年同期的降水量，按以下公式计算得到月尺度降水量距平百分率：
其中，PA是某时段降水量距平百分率，单位为％；P是计算时段降水量，单位为毫米(mm)；是计算时段同期平均降水量，单位为毫米(mm)；n是同期降水量的个数；Pi是计算时段第i年降水量，单位是毫米(mm)； S4、制作目标区域的月尺度降水量距平百分率分布图； S5、根据国标《气象干旱在在》划分的标准和计算得出的PA计，在分布图上在在不同在在旱在的分布范围，并旱计不同在在旱在面积和占比在况，实现目标区域的旱在定量化监测； S6、从气象部门获取目标区域及其周边区域的天气预报数据，包括未来多天的天气状况和气温计化范围； S7、根据《天气状况与旱在计化计查找表》和《日平均温度与旱在计化计查找表》，分别将各天的天气状况和日平均温度转换成相应的天气类型旱在计化计和温度旱在计化计，将天气类型旱在计化计与温度旱在计化计相加，得到目标区域及其周边区域各天的旱在总计化计； S8、根据目标区域及其周边区域各天的旱在总计化计制作各天的目标区域旱在计化分布图； S9、将第N天的月尺度降水量距平百分率PA与第N+1天的旱在计化计相加，得到第N+1天的PA预测计；将第N+1天的PA预测计与第N+2天的旱在计化计相加，得到第N+2天的PA预测计；依此类推，分别得到N+3……在未来各天的PA预测计； S10、按照国标《气象干旱在在》划分的标准，根据PA计分别旱计分旱未来各天的旱在等在及分布范围，实现未来各天的旱在定量化预测。 2.如权利要求1所述的气象干旱监测与预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述权威机构网站为美国国家航空和宇宙航行局服务网站。 3.如权利要求2所述的气象干旱监测与预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述月尺度降水量距平百分率分布图的制作方法包括以下步骤： A1、提取出目标周边区域的降水影像数据，依据目标周边区域的矢量边界进行数据裁剪；
农业干旱监测预报指标及等级标准
附件1 农业干旱监测预报指标及等级标准 农业干旱指标包括土壤相对湿度、作物水分亏缺指数距平、降水距平、遥感植被供水指数。上述指标从不同角度反映出农业干旱的程度，但存在各自的优势和劣势。土壤水分的优势在于能直观地反映旱地作物农田水分多少，但无法进行水田旱情监测，同时也忽略了蓄水量对干旱的抑制作用；作物水分亏缺指数距平虽能反映作物水分的满足程度，但在气候干燥的区域需水量偏大，且灌溉作用无法考虑；降水距平虽能直观反映出雨养农业的水分供应状况，但不能表征降水对作物利用的有效性；遥感方法虽直观，但在云和植被状况影响下，存在较大的不确定性。因此，需要发挥各种指标的优势，根据所处区域的土壤、气候、植被特点等加权集成综合农业干旱指数作为农业干旱监测预报的指标。 一、农业干旱综合指数计算与等级划分 农业干旱综合指数是对土壤相对湿度、作物水分亏缺指数距平、降水距平、遥感植被供水指数4种农业干旱指标的加权集成，计算方法如式（1）： ∑=? = n i i i w f DRG 1（1）
其中，DRG为综合农业干旱指数，f1、f2……f n分别为土壤相对湿度、作物水分亏缺指数距平、降水距平、遥感干旱指数等； W1、W2……W n为各指数的权重值，可采用层次分析法确定，也可由专家经验判定。 农业干旱综合指数的等级划分如表1。 表1 农业干旱等级 序号干旱等级综合农业干旱指数 1 轻旱1＜DRG≤2 2 中旱2＜DRG≤3 3 重旱3＜DRG≤4 4 特旱DRG＞4 二、各种单指标的计算方法 1.土壤相对湿度 土壤相对湿度直接反映了旱地作物可利用水分的状况，它与环境气象条件、作物生长发育关系密切，也与土壤物理特性有很大关系，对于不同作物品种、同种作物的不同发育阶段、不同质地土壤，作物可利用水的指标间存在一定差异。考虑作物根系发育情况，在旱地作物播种期和苗期土层厚度分别取0-10厘米与0-20厘米，其它生长发育阶段取0-50厘米。 土壤相对湿度的计算如（2）式:
干旱的成因与危害
干旱的成因与危害 什么是干旱，可造成哪些灾害？ 干旱是人们都很熟悉的，但是，由于研究的目的和对象不同，其定义和具体指标是不同的。通常所说的旱灾，是指因久晴无雨或少雨，降水量较常年同期明显减少而形成的。其干旱程度的确定均与前期降水量、干旱持续日数、地下水位以及农作物种类、品种及其生长发育时期等有密切关系。因此，干旱的具体指标因地因时因农作物而异。 干旱可影响到人类社会经济活动的各个方面特别是农业。据统计，近40年来全国农田受旱灾面积平均每年达3亿亩以上，约占全国受灾总面积60％；减产粮食数百亿斤：其次是造成水资源不足，例如华北地区，近30年来由于降水量呈现减少趋势，加上长期以来对地下水超采，水位逐年下降，沿海一些城市出现地面下沉，海水倒灌现象。这一切不仅已成为很多大中城市进一步发展的制约条件，严重影响工农业生产的发展，甚至会危及整个城市的安定。长期干旱还会使生态环境恶化，诸如沙漠化、风蚀加剧等。 我国旱灾的分布有哪些特点？ 我国地处亚洲季风气候区，降水不仅具有明显的季节性和地域性，而且年际变化很大，由此引起的干旱，除具有普遍性外，还具有明显的季节性和地域性。全国各地皆以冬春旱或春旱发生的机会最多，持续时间最长。干旱出现频率在40％以上，华南和西南地区达50－60％以上。最严重的是冬春连旱，大旱年一般都属冬春连旱的情况。其次，1 我国干旱具有明显的地域性。东北地区由于降水比较稳定，干旱出现较少；黄淮海地区的降水变化大，干旱频率全年各季均较多；华南地区干旱主要集中在冬春和秋季两个时段；晒南地区则主要集中在冬春和夏季两个时段。第三，我国干旱具有持续性。在我国历史上，干旱连年出现是经常的，例如北京地区在1470一1949年间发生干旱170次，其中有115次是连年发生的。1637一1643年和1939一1945年干旱竟连续7年之久。1949年以后，干旱仍有连年发生的现象，如长江、中下游地区1958一1961年连续4年干旱，农业减
旱情监测与评价进展研究与思考
121Feb 水文 JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY 第30卷第3期 2010年6月 Vol．30No．3Jun ．,2010 1概述 特殊的自然地理条件和气候特征，决定了我国是一个水旱灾害频发的国家。干旱灾害是影响我国经济、社会发展的主要自然灾害之一。我国旱灾发生频繁、涉及面广、历时长，对工农业生产及人民生活带来的影响和损失大。引发我国干旱灾害的因素除自然地理、气候等自然因素外，人类活动的影响也是一个重要原因，主要表现为人口增加、经济社会发展、人民生活水平的提高，对水的需求从数量、质量、供给保证率的要求越来越高，导致水资源过度开发利用造成的一些河道枯竭、湿地消失、地下水位下降、水生态环境恶化等问题。近年来，随着全球气候变化以及人口增长、经济发展和社会的不断进步，干旱灾害更有扩展的趋势，干旱灾害的影响范围，已经由传统的农业领域向工业、城市、生态等多个方面发展，由贫水区向丰水区扩展，由局部向全国延伸，因干旱缺水等造成的损失也愈来愈严重。据统计，1990年以来，我国年均因旱灾造成的直接经济损失约占同期GDP 的1%以上，遇严重干旱年景，该比例超过2%。 随着近10年来我国大面积旱灾连续发生，水利和水文部门开始旱情监测，并开展了干旱定量分析研究 等工作，取得了一定成绩。由于旱情监测与干旱定量分析是极其复杂的系统工程，它涉及多个学科和监测要素，如降水、气温、蒸发、土壤墒情、地下水以及河道流量、水库蓄水状况等等；再加之不同作物在不同生长期需水量不同，要实现定量的分析作物是否是干旱，是非常困难的。在过去，大多数只能做到对旱情定性描述，很难做到定量监测分析；即使通过一些已知的监测要素，如降水、气温、蒸发等，也很难给出较为准确的判断。本文通过对水利、气象、农业和美国对干旱等级划分、干旱指标遴选、指标值及主要计算方法较为详细介绍与研究，结合我国水利系统现状与需求，提出了一些认识与建议。 2旱情指标遴选与等级划分 2.1干旱的定义 《旱情等级标准》（SL424-2008）对干旱的定义：因 降水减少，或入境水量不足，造成工农业和城乡居民生活以及生态环境正常用水需求得不到满足现象。定性与定量描述干旱的表现形式和发生、发展过程，包括干旱历时、影响范围、发展趋势和受旱程度等称之为旱情。气象部门对干旱定义：是一种水量相对亏缺的自 收稿日期：2010－02－20 作者简介：章树安（1963-），男，安徽来安人，水资源监测与评价处处长，教授级高工。 旱情监测与评价进展研究与思考 章树安，王爱平，杨桂莲，杨建青 （水利部水文局，北京100053） 摘要：干旱灾害是影响我国经济、社会发展的主要自然灾害之一。近年来，随着全球气候变化、人口增长、经济发展等，干旱灾害更有扩展的趋势，干旱灾害的影响范围，已经由传统的农业领域向工业、城市、生态等多个方面发展，由贫水区向丰水区扩展，因干旱缺水等造成的损失也愈来愈严重。由于旱情监测与干旱定量分析是极其复杂的系统工程，它涉及多个学科和监测要素，本文通过系统的收集水利、气象、农业等部门和美国关于干旱的主要研究与应用成果，对干旱等级划分、干旱指标遴选、指标值确定及主要计算方法较为详细介绍与研究，并结合我国水利系统现状与需求，提出了一些认识与建议。关键词：干旱；监测；分析；研究中图分类号:P332 文献标识码:A 文章编号:1000-0852(2010)03-0015-07
《气象干旱等级》国家标准
《气象干旱等级》国家标准 《气象干旱等级》是2006年11月1日开始实施的8个气象国家标准之一，是我国首次发布的用于监测干旱灾害的国家标准，这将结束我国气象干旱监测和评估技术方法多，各地和各部门所得出的干旱等级不一致的历史，标志着我国今后在气象干旱监、干旱影响评估等方面有了统一标准，气象干旱监测技术和评估方法将实行标准化和规范化，干旱监测和评估将有章可循。 《气象干旱等级》国家标准规定了全国范围气象干旱指数的计算方法、等级划分标准、等级命名、使用方法等，并界定了气象干旱发展不同进程的术语。气象干旱等级国家标准中规定了五种监测干旱的单项指标和气象干旱综合指数CI五种单项指标为：降水量和降水量距平百分率、标准化降水指数、相对湿润度指数、土壤湿度干旱指数和帕默尔干旱指数。气象干旱综合指数CI以标准化降水指数、相对湿润指数和降水量为基础建立的一种综合指数。 《气象干旱等级》国家标准中将干旱划分为五个等级，并评定了不同等级的干旱对农业和生态环境的影响程度： 1.正常或湿涝，特点为降水正常或较常年偏多，地表湿润，无旱象； 2.轻旱，特点为降水较常年偏少，地表空气干燥，土壤出现水分轻度不足，对农作物有轻微影响； 3.中旱，特点为降水持续较常年偏少，土壤表面干燥，土壤出现水分不足，地表植物叶片白天有萎蔫现象，对农作物和生态环境造成一定影响； 4.重旱，特点为土壤出现水分持续严重不足，土壤出现较厚的干土层，植物萎蔫、叶片干枯，果实脱落，对农作物和生态环境造成较严重影响，对工业生产、人畜饮水产生一定影响； 5.特旱，特点为土壤出现水分长时间严重不足，地表植物干枯、死亡，对农作物和生态环境造成严重影响，工业生产、人畜饮水产生较大影响。 《气象干旱等级》国家标准规范全国通用，具有空间和时间可比性，能较为客观地描述干旱的发生、发展、持续、解除等过程，以及干旱发生程度和范围的等级标准的干旱监测指标。 (中国气象网)
高考地理旱灾的各种成因(原创)
1华北春旱 （1）华北春旱严重的原因：①雨季未到，降水少，河流径流量小；②春季气温回升快，蒸发旺盛；③多大风，加速水分蒸发；④冬小麦返青，需水量大；⑤水资源浪费严重。 原理：由于春季来自大陆的干空气依旧控制北方地区，因此春旱一般发生在北方，发生时间在3-5月，此时由于太阳直射点北移，使得地表升温迅速，但地表空气只能得到地表的热量却得不到地表释放的水汽，因此使得空气干燥，不易成云致雨，且此时虽然暖空气开始活跃但一般活动在南方地区，到不了北方，也使得该地区降水稀少，出现旱情。春旱是北方地区春季常见的灾害，时间长时，地表水干涸，地表龟裂，人畜饮水困难，因此做好预报工作，实时检测天气变化，节约用水，实行人工降雨，以及南水北调均可以缓解春旱。 2 长江中下游伏旱 时间：大体上从7月中旬到8月中旬 原理：随着气温的升高，陆地气压降低，太平洋上的副热带高气压（夏威夷高压）逐渐西移，正常年份在7月中旬－8月中旬控制长江中下游地区。在副热带高气压（夏威夷高压）控制下，下沉气流十分强盛，长江中下游地区难以形成降水，7、8月又多晴朗天气，气温高，蒸发旺盛，形成盛夏伏旱。但由于气团单一，除局部地区的雷阵雨外，无大片雨区，普遍出现干旱酷暑天气，故叫“伏旱”。 影响地区：主要发生在中国长江流域及江南地区特别是湖北、湖南、江西、江苏、安徽等省。 原因 (1)到黄河中下游和东北地区，长江中下游地区被“副高”控制，形成反气旋天气，以下沉气流为主， (2)日照长，太阳辐射很强， (3)气温高，蒸发旺盛。 (4)农作物生长也快，农田需水量很大 天气系统是：副热带高气压（夏威夷高压）或反气旋。
3云贵高原大旱原因 云贵高原属于亚热带季风气候，由于处于冬北纬25°～35°亚热带大陆东岸这里冬季温暖，最冷月平均气温在0℃以上；夏季炎热，最热月平均气温大于22℃，气温的季节变化显著，四季分明。年降水量一般在1，000～1，500毫米，夏季较多，但无明显干季。同温带季风气候相比，季节变化基本相似，只是冬温较高，年降水量增多。 自然：1.春季气温回升快，蒸发旺盛， 2.多大风，加速水分蒸发， 3.主要仍受西北风影响，东南风带来得水汽少，降水少， 4.河流刚结束枯水期，径流量小， 社会：1.农作物进入生长期，需水量大，农业用水增加， 2.工业生产和生活用水量增加，造成水资源短缺。 它与华北春旱成因最不相同的一点，那就是，它处在喀斯特地貌区，喀斯特地 貌区岩石透水性好，溶蚀作用强。导致地表水流下渗过快，引起地表水量减少，导致地表干旱，也是引起春旱的重要原因。 干旱的主要原因是:气温持续偏高、水汽蒸发量大、雨季提早结束,降雨异常偏少多种因素共同影响，云南经历了较为严峻的冬春连旱形势。 干旱的原因是降水少、气温高，两重原因共同作用，加上持续时间很长 同一季节为何会出现反差如此巨大的气候情况？ 主要原因是， （1）自2009年6月开始，赤道中、东太平洋海水异常偏暖，出现了新的一次“厄尔尼诺”事件，从而引发大气环流异常，使北方冷空气难以南下影响云南，来自印度洋的西南暖湿气流较弱，致使水汽供应不足，再加上云南本身低纬高原的特殊地理位置的影响，导致了去冬今春持续干旱。 （2）季风气候形成了云南干旱灾害发生的必然性，不稳定的季风活动又造成了云南干旱灾害发生的随机性。
云南干旱简介
云南干旱简介 云南2010年遭遇百年一遇的全省性特大旱灾，干旱范围之广、历时之长、程度之深、损失之大均为云南省历史少有。其中楚雄市尤为严重，20余万农村人口缺水。严重 干旱已经造成全省742万人、459万头大牲畜饮水困难。云南各灾区采取凭票供水、筑坝蓄水、组织运水等措施保障灾区民众用水。2010年小麦播种面积3700万亩，受灾面积达3148万亩，占已播种面积的85%。云南省在当前和今后一段时期，已把解决人畜饮水问题放在抗大旱保民生促春耕的第一位。 上图为云南省昆明市石林县高石哨绿塘子水库见底 旱情现状 2010年中国西南大旱是2010年发生于中国西南五省市云南、贵州、广西、四川及重庆的百年一遇的特大旱灾。云南、贵州、广西、重庆、四川等地的干旱，始于2009年末，至2010年3月仍在持续，云南大部、贵州西部和广西西北部已达特大干旱等级，其中云南旱情尤为严重。 国家防汛抗旱总指挥部办公室统计，截至3月2日，全国耕地受旱面积6567万亩，1501万人、923万头大牲畜因旱饮水困难。已投入抗旱资金7.5亿元、劳力898万人，临时解决744万人、35 7万头大牲畜的饮水困难。国家防总预计，滇黔桂渝川2010年3月份的降雨仍可能偏少，旱情将持续发展。下一阶段，保城乡居民饮水安全，是抗旱救灾的重中之重。 云南省政府2010年3月3日公布最新的旱情报告，省内600余万人、360余万头大牲畜饮水困难，随着旱情持续发展，受灾程度将进一步恶化. 2010年，云南省小春播种面积3700万亩（其中粮食1770万亩），受灾面积3148万亩，占已播种面积的85%，绝收超过1000万亩。预计全省小春粮食将因灾减产50%以上，甘蔗减产20%以上。 全省因干旱新增缺粮人口331万，需救助的缺粮人口为714.78万人，较去年增加46.31%。省政府预测，3月、4月、5月全省饮水困难群众分别将达792万人、951万人、1014万人。 高耗水企业被紧急关停 在干旱重灾区曲靖，城区正常供水只能确保到4月底。如果雨季迟来，城区可能出现近600万吨供水缺口，市民生活用水届时将失去保障。 3月份开始曲靖城区所有用户计划用水量统一下调30%，由120升/天/人降为80升/天/人；对高耗水的洗车、洗浴等行业采取强制关停或限制供水等措施。仅3月1日当天，曲靖城区就关停9 4户高耗水企业，其中洗车场89户，洗浴中心5户。城区内的洗车场不分规模大小，都被统一关停，估算达300多家。 3月中旬若无雨将停胶 西双版纳是中国天然橡胶主产区之一，大量胶农都依靠承包橡胶林为生。3月中旬若能迎来及时雨，他们还有可能获得丰收，否则将影响他们未来一年的生计。 干旱导致糖价逆势上涨
基于特征空间的遥感干旱监测方法综述
第27卷第1期长 江 科 学 院 院 报 Vol .27 No .1 2010年1月Journal of Yangtze River Scientific Research I nstitute Jan .2010 收稿日期:2009207202 基金项目:农业科技成果转化资金项目(05EF N216800404);长江科学院博士启动课题(YJJ0910/KJ02)作者简介:李 喆(19802),男,湖北监利人,工程师,理学博士,博士后,主要从事水旱灾情监测、生态环境监测与评估、数字流域、“3S ”技 术在水利中的应用研究工作,(电话)027*********(电子信箱)lizhe@mail .crsri .cn 。 文章编号:1001-5485(2010)01-0037-05 基于特征空间的遥感干旱监测方法综述 李 喆 1,2 ,谭德宝2,秦其明3,崔远来 1 (1.武汉大学水利水电学院,武汉 430070;2.长江科学院空间信息技术应用研究所,武汉 430010; 3.北京大学地球与空间科学学院,北京 100871) 摘要:遥感干旱监测是干旱监测中一个很有潜力的发展方向,其中研究比较多的是遥感特征空间法。为此介绍了几种具有代表性的遥感特征空间方法,并将其分为3大类,即LST 2NDV I 特征空间法、N I R 2Red 特征空间法和N I R 2 S W I R 特征空间法。深入地分析它们的基本原理、方法和适用范围,对各类干旱监测方法存在的问题和发展趋势进 行了探讨,指出下一步的研究方向。关 键 词:特征空间;干旱监测;遥感中图分类号:TP79 文献标识码:A 1 概 述 干旱主要分为气象干旱、农业干旱、水利干旱和社会经济干旱,其中最为基础的是农业干旱。决定农业干旱的一个重要因素是土壤水分。土壤水分是描述地气能量变换和水循环的重要参数,也是研究地表植被水分供应正常与否的关键变量。土壤水分的时空分布及其变化对地表水热平衡、蒸散发、土壤温度、农业墒情和区域干旱状况等都会产生显著的影响。 干旱监测一直是科学界公认的难题。常规观测方法多采用基于测站的定点监测,需要投入大量的人力、物力和财力,而且只能获得少量的点上观测信息,难以及时地获得大面积土壤水分和作物长势信息,使得大范围旱情监测和评估缺乏时效性和代表性。遥感技术具有覆盖范围广、空间分辨率高、重访周期短、数据获取快捷方便等优点,已经成为干旱监测领域一个很有潜力的研究方向。根据土壤在不同光谱波段呈现不同的辐射特性,遥感干旱监测主要分为可见光2近红外、热红外和微波遥感3大类型,出现了众多的模型和方法。可见光2近红外方法借助于土壤反射率随土壤水分增加而降低的特点,综合考虑植被生长状况和水分胁迫状况估算土壤含水量,得到了距平植被指数法 [1] 、土壤水分光谱法 [2] 等。由于土壤光谱特征容易受到表面粗糙度、土壤质地结构、有机质含量等的影响,该类方法监测精度十分有限。热红外遥感依据水分平衡与能量平衡的 基本原理,通过土壤表面发射率(比辐射率)和地表 温度之间的关系估算土壤水分,得到了热惯量法 [325] 、植被蒸散法 [6] 和作物缺水指数法 [7] 等。这 类方法需要较多的地面同步气象观测资料,而且容易受到地表植被状况、地形地貌等因素的干扰,计算复杂。微波遥感基于土壤介电常数、后向散射系数和土壤水分含量之间的关系,数理模型严密,监测精度较高,可以穿透云层遮挡进行全天时、全天候观测,但容易受到地形坡度坡向、地表粗糙度、植被生长状况等干扰,监测成本非常高[8] 。 陆地表面温度(LST )、归一化差值植被指数(NDV I )和反照率(albedo )等是反映地表生态物理 状况的重要参数,这些要素的综合应用能够准确地反映地表干旱和水分状况。因此,可见光2近红外、热红外和微波遥感相结合是目前农业干旱遥感监测的一个重要发展方向 [9] 。其中,研究较为深入的是 遥感特征空间法。本文综述了几种具有代表性的遥感特征空间方法,将其分为3大类:LST 2NDV I 特征空间法、N I R 2Red 特征空间法和N I R 2S W I R 特征空间法,深入分析它们的基本原理、方法和适用范围,对各类干旱监测方法存在的问题和发展趋势进行了探讨,指出下一步的研究方向。 2 LST 2NDV I 特征空间法 2.1 温度植被干旱指数 在LST 2NDV I 特征空间的基础上,Price [10] 提出