Αναγνώριση της αγροτικής ξηρασίας
Από RemoteSensing Wiki
Identification of Agricultural Drought Extent Based on Vegetation Health Indices of Landsat Data: Case of Subang and Karawang, Indonesia
Rizqi I. Sholihaha, Bambang H. Trisasongkoa, b, Diar Shiddiqa, La Ode S. Imana, Selamet Kusdaryantoa, Manijoa, Dyah R. Panujua, b a SIWIL Division, P4W/CRESTPENT, Bogor Agricultural University, Jl. Padjadjaran, Bogor 16153, Indonesia b Department of Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University, Jl. Meranti, Dramaga, Bogor 16680, Indonesia
πηγή: [[1]]
Μετάφραση και Περίληψη
Περίληψη
Η παρακολούθηση της ξηρασίας είναι υψίστης σημασίας για τη γεωργία προκειμένου να διατηρηθεί η ασφάλεια των τροφίμων. Πραγματοποιείται μέσω του Δείκτη Υγείας της Βλάστησης (VHI), ο οποίος είναι ένας δείκτης φυτικής ξηρασίας που προκύπτει από δεδομένα τηλεπισκόπησης. Μετρά είτε την κατάσταση της υγρασίας της βλάστησης (VCI) είτε τη θερμική κατάσταση της βλάστησης (TCI). Και οι δύο δείκτες προήλθαν από τον κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI) και από δεδομένα θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης (LST) αντίστοιχα.
Εισαγωγή
Η ξηρασία αποτελεί έναν κρίσιμο φυσικό κίνδυνο που προκαλεί σημαντική απώλεια για τη φυτική παραγωγή, την παροχή νερού, και το ζωικό κεφάλαιο. Οι επιπτώσεις της στη γεωργία είναι τεράστιες. Η αναγνώριση του βαθμού ξηρασίας σε διοικητικό επίπεδο, είναι, επομένως, ένα σημαντικό κεφάλαιο για την έγκαιρη αξιολόγηση της πιθανότητας εμφάνισης ξηρασίας και της σοβαρότητας της, προκειμένου να αυξηθεί η ασφάλεια των τροφίμων Η ξηρασία μπορεί να παρακολουθείται αποτελεσματικά σε μεγάλες περιοχές, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία της τηλεπισκόπησης. Τα δορυφορικά δεδομένα παρέχουν μια συνοπτική εικόνα της επιφάνειας της Γης, και ως εκ τούτου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση εμφάνισης ξηρασίας χωρικά. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) ως ανιχνευτής της υγείας της βλάστησης, υπήρξε η πιο διαδεδομένη προσέγγιση του φαινομένου της ξηρασίας. Για τη βελτίωση της, ήταν σκόπιμο να συνδυαστεί με τις συνθήκες θερμοκρασίας. Ένας συνδυασμός του NDVI και της θερμοκρασίας της επιφάνεια της γης (LST) παρέχει ισχυρή συσχέτιση και δίνει χρήσιμες πληροφορίες για την ταυτοποίηση της γεωργικής ξηρασίας ως ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης. Ενώ έχουν εισαχθεί πολλοί δείκτες για την ξηρασία με βάση τα δεδομένα τηλεπισκόπησης, ο Δείκτης Υγείας Βλάστησης (VHI) κατέδειξε μια μεγαλύτερη ικανότητα και έχει παρουσιάσει μια καλύτερη καταλληλότητα για την ανίχνευση της. Θεωρεί τόσο την κατάσταση της βλάστησης (που ονομάζεται VCI) και τη θερμική κατάσταση της βλάστησης (TCI) εντός της περιόδου παρατήρησης. Και οι δύο παράμετροι μπορούν να προέρχονται από τον κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI) και την θερμοκρασία της επιφάνειας της γης (LST) αντίστοιχα.
Περιοχή Μελέτης
Οι περιοχές Subang και Karawang της Ινδονησίας επιλέχθηκαν ως περιοχές μελέτης (Εικ. 1).
Μεθοδολογία
Σε αυτή την έρευνα, οι ξηρασίες εντοπίστηκαν από μακροχρόνια επεξεργασία δεδομένων Landsat ξηρής περιόδου για τα έτη 2000, 2005, 2010, και το 2015. Έγινε χρήση πολυφασματικών και θερμικών στοιχείων από Landsat εικόνες για τον υπολογισμό του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης (NDVI) και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης (LST). Προηγήθηκε ατμοσφαιρική διόρθωση για αφαίρεση των ήπιων ατμοσφαιρικών επιδράσεων στην επεξεργασία της θερμικής ζώνης για υπολογισμό των απόλυτων θερμοκρασιών. Οι NDVI και LST τιμές έχουν τη δυνατότητα να περιγράψουν τις διάφορες δυναμικές ξηρές συνθήκες. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν για να υπολογιστούν η κατάσταση υγρασίας της βλάστησης (VCI) και η κατάσταση της θερμοκρασίας (TCI), αντίστοιχα. Ο συνδυασμός τους στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του VHI, ενός δείκτη ξηρασίας της βλάστηση που ενσωματώνει τη συνολική υγεία της βλάστησης. Ο υπολογισμός του VHI έχει ως εξής:
VCI=((〖NDVI〗_a-〖NDVI〗_min))/((〖NDVI〗_max-〖NDVI〗_min))*100
όπου, NDVIa είναι η αξία NDVI του τρέχοντος μήνα, ενώ NDVImin και NDVImax υποδηλώνουν τις ελάχιστες και μέγιστες τιμές NDVI, αντίστοιχα, καθ 'όλη τη διάρκεια της περιόδου παρατήρησης.
ΤCI=((〖LST〗_max-〖LST〗_a))/((〖LST〗_max-〖LST〗_min))*100
με συμβολισμό αντίστοιχο του VCI. Τέλος,
VHI=a*VCI+(1-a)*TCI
χρησιμοποιήθηκε α ίσο με 0,5. Σε αυτή τη μελέτη, προτάθηκε το ακόλουθο σχήμα ταξινόμησης για την παρακολούθηση της ξηρασίας (Πίνακας 1).
Αποτελέσματα
Το Σχ.2 δείχνει ότι η τιμή NDVI τείνει να μειώνεται κατά τη διάρκεια της περιόδου παρατήρησης. Χρησιμοποιώντας τον NDVI και μόνο ως βασική παράμετρο δεν ήταν αρκετό να αξιολογηθεί η έκταση της ξηρασίας σε περιφερειακή κλίμακα. Ως εκ τούτου, είναι αναγκαίο να ενσωματωθεί μια άλλη παράμετρο για τη βελτίωση της ακρίβειας. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιήθηκε η LST ως δεύτερη παράμετρος (Σχ.3). Το ξηρό έδαφος είναι συνήθως ορατό με υψηλές τιμές LST. Το Σχ.3 δείχνει ότι ο LST αυξήθηκε σημαντικά από το 2000 έως το 2010, αλλά μειώθηκε ελαφρά το 2015. Η χωρική διακύμανση του VHI τα έτη 2000, 2005, 2010, και 2015 παρουσιάζονται στο Σχ.4. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο VHI μειώθηκε περισσότερο από 50%, από 30,86 το 2000 σε 14,66 το 2015. Το ποσοστό αυτό συνεπάγεται ότι ο βαθμός ξηρασίας στην περιοχή έρευνας μεταβλήθηκε από ήπια σε σοβαρή ξηρασία.
Επίλογος
Τα αποτελέσματα των εκτιμήσεων VHI μπορεί να συμβάλει στην παρακολούθηση της έναρξης της γεωργικής ξηρασίας ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης.
