三干旱监测预警技术
1调研背景概述
1.1调研内容概述
干旱监测预警是干旱研究的薄弱环节之一，由于缺少完善的干旱监测预警系统，严重影响和阻碍抗旱减灾工作的针对性和主动性及效果等。本次调研重点围绕干旱监测预警的若干重点内容开展，主要包括干旱监测预警内容、干旱监测评估指标、干旱监测预警方法与技术，以及国内外干旱监测预警应用系统的若干案例。
1.1.1 干旱监测预警研究内容
干旱具有发展缓慢、频繁、影响范围广且复杂、灾害损失严重，并且起始和结束标志相对模糊等特点，至今仍无较为普遍接受认可的干旱定义。不同的地区、行业及人群对于干旱有着不同的理解与感受，有关干旱的定义多达150余种。近些年来，人们普遍接受的干旱定义是美国气象学会在总结众多干旱定义基础上提出的4种干旱类型，分别为①气象干旱(Meteorological Drought)：由降水和蒸发不平衡所造成的水分短缺现象；②农业干旱(Agricultural Drought)：以土壤含水量和植物生长形态为特征，反映土壤含水量低于植物需水量的程度；③水文干旱(Hydrological Drought)：河川径流低于其正常值或含水层水位降落的现象；④社会经济干旱(Socioeconomic Drought)：在自然系统和人类社会经济系统中，由于水分短缺影响生产、消费等社会经济活动的现象。
人们研究干旱，目的是为减轻干旱影响及干旱灾害损失服务，然而由于干旱的致灾机理及过程相对复杂，时至今日，仍未能寻找到能够客观全面评估干旱影响及旱灾损失的指标。对于上述4种干旱类型，从发生的时间次序上讲，依次是气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱；从复杂程度方面看，其次序分别是气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱。依据已有文献，有关气象干旱和农业干旱监测预警研究较多，而对于水文干旱和社会经济干旱监测预警的研究较少。面对干旱，农业种植生产最为脆弱，因此就目前而言，干旱监测预警研究更多是围绕农业干旱监测预警研究。
1.1.2 干旱监测预警指标
目前应用广泛的干旱监测指标主要有2类：一类是基于地面气候数据的干旱指数，即传统干旱监测指数，这些指数都是基于单点观测，很难反映大面积的干旱状况；另一类是基于卫星遥感信息的干旱监测指数，主要是应用多时相、多光谱、多角度遥感数据从不同侧面定性或半定量地评价土壤水分分布状况，具有范围广、空间分辨率高等优点。
干旱的种类不同，相应的干旱指标也不同。
（1）农业干旱指标
传统的干旱监测指数包括帕尔默干旱指数、作物湿度指数、标准降水指数、地表水分供应指数等。
遥感干旱监测指数分成2类，一类是基于地表反射率和发射率的干旱监测指数，另一类是基于地表水和能量平衡模型的干旱监测指数。
传统指标：
1）降水量指标
在地下水位较深且无灌溉条件的旱作农业区，基于降水的指标基本能够反映农业干旱的严重程度，一般采用的指标为降水距平百分率、无雨日数及百分比法等，此类指标资料容易获取，计算方便，但是不能直接反映农作物遭受干旱的程度。
2）土壤含水量指标
①土壤湿度 土壤湿度是指土壤水分重量占干土重的百分数，土壤相对湿度是土壤湿度占田间持水量的百分比。用土壤相对湿度作干旱指标时，干旱程度界定为：土壤相对湿度sd 满足sd<60%，sd<50%，sd<40%时的干旱程度分别为轻早，中旱，大旱。
②土壤有效水分存储量 土壤某一厚度层中存储的能被植物根系吸收的水分叫土壤有效水分存储量s ，当s 小到一定程度植物就会发生凋萎，因此可以用它来反映土壤的缺水程度及评价农业旱情。公式如下：
h w w s w ρ)(1.0?=
式中：w 为土壤湿度；w w 为凋萎湿度；ρ为土壤容重；h 为土层厚度。该指标范围需要根据土质、作物和生长期的具体特性决定。
衍生指标：
1）水分亏缺指数
Moran 等在能量平衡双层模型的基础上，建立了水分亏缺指数WDI(Water deficit index)：
m a s X a s m
a s a s T T T T T T T T WDI )()()()(??????=
式中：)()(10SAVI c c T T m a s ?=?；)()(10SAVI d d T T X a s ?=?；Ts 为地表混合温度；Ta 为
空气温度；
m a s T T )(?和X a s T T )(?分别为地表与空气温差的最小值和最大值；SA VI 为植被指数；c0、c1、d0和d1可以利用植被指数—温度关系梯形解出。WDI 采用地表混合温度信息，引入植被指数变量，成功地扩展了以冠层温度为基础的作物缺水指标在低植被覆盖下的应用及其遥感信息源。
2）Palmer 指标系列
Palmer 指标是一种被广泛用于评估旱情的干旱指标。该指标不仅列入了水量平衡概念，考虑了降水、蒸散、径流和土壤含水量等条件，同时也涉及到一系列农业干旱问题，考虑了水分的供需关系，具有较好的时间、空间可比性。用该指标的方法基本上能描述干旱发生、发展直至结束的全过程。因此，从形式上用Palmer 方法可提出最难确定的干旱特性，即干旱强度及其持续时间。
Palmer 于1965年在原有研究成果的基础上，提出了PDSI 干旱指标：
()()[]{}5.0/8.2/lg 5.1/6.17)
(0''
'00+++++==?++?=?==∑D L P R R P K DK K K P P P P P P P d d
K PDSI E j L j R j R j E j j σλβα
式中：P 为实际降水量；P0为气候上所需要的降水量；PE 为可能的蒸散量；PR 为可能土壤水补给量；PR0为可能径流量；PL 为可能损失量；R 为土壤水实际补给量；R0为实际径流量；L 为实际损失量；D 为各月d 的绝对值的平均值；α、β、γ、σ分别为各项的权重系数，它们依赖于研究区域的气候特征。
地表水分供应指数(surfacewater supply index ，SWSI)
SWSI 是对PDSI 的一个补充，由Shafer 和Dez-man 在1982年设计开发，用来监测美国科罗多拉州地表湿度状况。PDSI 模型是主要基于地形相对均一地区的地表湿度算法，它不考虑地形差异，也不考虑地表积雪及其产生的径流。SWSI 的目的是把水文和气候特征耦合成一个综合的指数值。计算SW-SI 的主要输入参数有积雪当量、流量及流速、降雨量、水库存储量。SWSI 的最大优点是计算简单，能够反映流域内的地表水分供应状况。由于SWSI 在每个地区或流域的
计算都不一样，因此流域之间或地区之间的SWSI 缺乏可比性。
作物湿度指数(crop moisture index ，CMI)
由降水亏缺计算得到PDSI 对监测长期干旱状况是一个非常有用的指标。然而，农作物在关键生长季节对短期的水分亏缺是高度受影响的，并且降水亏缺的发生与土壤水分引起的农业干旱之间有一个滞后时间。为此，Palmer 在PDSI 的基础上开发了CMI 作为监测短期农业干旱的指标，CMI 主要是基于区域内每周或旬的平均温度和总降水来计算，能快速反映农作物的土壤水分状况。CMI 已被美国农业部（USDA ）采用并在其《天气和作物周报》上作为短期作物水分需求指标发布。
3）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index ，NDVI ）
归一化植被指数反映土地覆盖植被状况的一种遥感指标，定义为近红外通道与可见光通道反射率之差与之和的商。在干旱的遥感监测中应用最广。
NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)
式中，NIR 为近红外波段的反射值，R 为红光波段的反射值。
该指数在干旱监测中具有直观、易用性。许多干旱指数如距平植被指数、条件温度植被指数等都是利用NDVI 作为其基础因子。植被受水分胁迫是产生干旱的直接原因。因此，有效提取出植被的水分含量信息对旱情的监测有重要意义。归一化植被指数可以间接地反映旱情，但在时间上有一定的滞后性。在干旱初期，很难通过植被指数监测出来。大多数基于植被指数的模型一般情况下只适合植被覆盖度比较高的地区；对于稀疏植被或裸地，监测结果存在较大的偏差。得到的NDVI 时间序列越长，就越能更好地反映土壤供水状况及干旱程度。
4）作物缺水指数（Crop Water Shortage Index ， CWSI ）
作物缺水指数最初由Jackson 等以能量平衡为基础提出来的，定义如下：
P ET ET
CWSI ?=1
式中，ET 为实际蒸散，ETP 为潜在蒸散。
CWSI 是根据水分能量平衡原理，在考虑土壤水分和农田蒸散的基础上建立起来的，物理意义十分明确。作物缺水指数法物理意义明确，精度高、可靠性强，但因涉及到农学和气象参数较多，计算量大，实现起来比较困难，有些参数只能取参考值。遥感反演地表参数的精度目前还很难达到模型定量化计算的要求，在一定程度上阻碍了该模型的推广应用。利用热红外温度和常规气象资料来间接监测植被条件下的土壤水分，是遥感监测土壤水分的一种很重要的方法。
5）植被状态指数和温度状态指数
min max min
NDVI NDVI NDVI NDVI VCI ??=
式中，NDVImin 和NDVImax 为同一像元NDVI 多年的最大和最小值。NDVI 为具体像元的NDVI 值。
VCI 监测干旱、降水动态变化的效果比A VI 更有效、更实用，尤其在地形起伏大的区域，VCI 的估算精度远比NDVI 好；NDVI 或从NDVI 得到干旱指数适用于研究大尺度范围的气候变异，而VCI 适用于估算区域级的干旱程度；植被生长茂盛的阶段，利用A VI 和VCI 来监测作物的缺水状况，效果较好，但需要有较长年代的资料积累。
6）植被温度状态指数
基于地表温度(land surface temperature ，LST)与NDVI 散点图组成的梯形空间，Moran 等提出了VITT(vegetationin-dex/temperature etrapezoid)概念，并在此基础提出了一个新的水分亏缺指数(water deficit index ，WDI)。Wang 等在LST 和NDVI 组成的三角形特征空间的基础上提出了利用植被温度状态指数(vege-tation temperature condition index ，VTCI)来监测区域干旱。Wan 等利用EOS-MODIS 的LST 和NDVI 产品对VTCI 方法监测干旱进行了更进一步的研究。VTCI 定义如下：
NDVIi
b a LST NDVIi b a LST LST LST LST LST VTCI NDVIi NDVIi NDVIi NDVIi NDVIi
NDVIi ×+=×+=??=2211min max min
max max 式中，LST NDVIi.min 和LST NDVIi.max 分别为研究区域内具有相同NDVI 值的像元的最低温度和最高温度，LST NDVIi 为NDVI 值为NDVIi 的一个像元的温度，系数a1、b1、a2、b2从LST 和NDVI 的散点图估算出来。
该方法要求研究区足够大而且土壤表层含水量变化范围为凋萎含水量到田间持水量之间，适合于研究某一特定年内某一时期干旱程度。VTCI 取值范围为0—1，一般说VTCI 的值越小，干旱程度越严重。
7）地表蒸发比指数（EF ）
)(G R E
EF n ?=λ
EF 是潜热（λE ）与地表可得到能量（Rn-G ）的比值。
地表能量平衡方程为：
R n =λE+H+G
式中，R n 为净辐射通量，λE 为潜热通量，H 为显热通量，G 为土壤热通量。
EF 表明了地表可得到的能量中有多少可用来蒸发。一般地，如果土壤水分充足，能量主要用于蒸发，EF 接近1；如果土壤水分含量很少或者没有，所得到的能量将主要用来转换为感热，使地表和周围温度升高，EF 接近0。
8）作物水分盈亏指数
作物水分盈亏指数是指某时段农业有效雨量（R ）与同一时段作物需水量（w ）之差与作物需水量的比值。即采用“条件”水分平衡法，引用某时期水分盈亏量与同期农作物需水量之比作为干旱指标，它既考虑了农田水分主要收入项和支出项以及水分供求矛盾的具体大小，又反映了作物正常生长发育及产量形成对水分的需求，具有较强的农业意义。当降水量小于作物需水量，说明农田水分供应不足，作物出现缺水；当比值达到某一临界值时，即出现干旱。缺水值占同期农作物需水量比例越大，表明干旱程度越重，即：
W W
R I d ?=
研究发现，一个时段干旱的严重程度，不仅与该时段水分盈亏量有关，还受前期水分盈亏量影响。若前期降水多，水分盈余，不利于后期干旱形成，或使干旱发生推迟；反之，若前期水分亏缺，则易发生干旱，或使旱情加重。前期水分盈亏量用前10d 累积降水量与前10d 累积作物需水量之差表示。
W W R W R I d )
()(1010?+?=
式中：R 10为时段前10d 的累积降水量，W 10为时段前10d 的累积作物需水量。
9）温度植被干旱指数(Temperature-Vegetation Drought Index ，TVDI)
min max min S S S S T T T T TVDI ??=
式中，min S T 表示最小地表温度，对应的是湿边；Ts 是任意像元的地表温度；TSmax=a+bNDVI ，为某一NDVI 对应的最高温度，即干边；a 、b 是干边拟合方程的系数。在干边上TVDI=l ，在湿边上TVDI=0。TVDI 值越大，土壤湿度越低，表明干旱越严重。
温度植被干旱指数较好地改变了单纯基于植被指数或单纯基于陆面温度进行土壤水分状态监测的不足，有效地减小了植被覆盖度对于旱监测的影响，提高了旱情遥感监测的准确度和实用
性。
（2）气象干旱指标
降水指标是气象干旱指标中最常见的指标，主要有降水量值指标、降水距平指标和均方差指标，由于降水量是影响干旱的主要因素，降水量的多少基本反映了天气的干湿状况，加之降水量指标具有简便、直观、资料准确丰富的特点，在干旱分析评价和相关研究中应用较多。
1） 降水标准差指标
假定年降水量服从正态分布，用降水量的标准差划分旱涝等级。计算公式为：
σR R K i ?=
式中：i R 为年降水量；R 为多年平均年降水量；σ为降水量的均方差。其中K>2.0，2.0>K>1.0，
1.0>K>-1.0，-1.0>K>-
2.0，K<-2.0分别为大涝、涝、正常、旱、大旱。
该指标虽然简单易行，但以年降水量作为参数时，无法反映季节变化，只能反映年际趋势。
2）降水距平百分率
指某时段降水亏缺量与历年同时段平均降水量的平百分率。公式为： %100×?=R R R Ipa i
式中：
i R 为某时段降水量；R 为多年同时段平均降水量。 降水距平百分率以历史平均水平为基础确定旱涝程度，反映了某时段降水量相对于同期平均状态的偏离程度。这种方法在我国气象台站中经常使用，但是降水距平百分率对平均值的依赖性较大，对于降水时空分布极不均匀的西北地区不宜使用统一的降水距平百分率标准。
3）降水Z 指数
由于某一时段的降水量一般并不服从正态分布，假设其服从Person-Ⅲ型分布，通过对降水量进行正态化处理，可将概率密度函数Person-Ⅲ型分布转换为以Z 为变量的标准正态分布，公式为：
66)12(63/1S S S S C C C C Z +?+Φ=
式中：Φ为降水的标准化变量；C S 为偏态系数，其计算公式为
3
13
)(nS R R C n i i S ∑=?=
式中：n 为样本数；S 为样本均方差。
Z 指数是对不服从正态分布的变量经过正态化处理以后而得到的，因而对于降水时空分布不均匀的西北地区可使用。
4）标准化降水指标
??????+++++?±=3322122101t d t d t d t c t c c t SPI
式中：t 为累积概率的函数；c 、d 均为系数；当累积概率小于0.5时取负号，否则取正值。 SPI 是基于过去3、6、9、12、24或48个月的降水总量的气象干旱指数。在计算SPI 的过程中，将实测的3、6、9、12、24或48个月的降水总量首先拟合成γ概率分布，然后用高斯函数将γ概率分布转换为标准正态分布，并给出每个时间刻度上的SPI 值，并根据SPI 值来定义其干旱等级程度。SPI 的最大优点能够在不同时间尺度上计算，可以提供干旱早期预警。
Hayes 使用SPI 监测美国的干旱得到了很好的效果，但是SPI 假定了所有地点旱涝发生概率相同，无法标识频发地区，此外没有考虑水分的支出。
5）降水温度均一化指标
降水温度均一化指标（Is ）实际上就是降水标准化变量与温度标准化变量之差，即：
T R S T T R
R I σσ???=
式中：R 为时段降水量；R 为多年平均降水量；R σ为降水量均方差；T 为时段平均气温；T 为多年平均气温；T σ为气温均方差。
衍生指标：
1）Bhalme —Mooley 干旱指标BMDI
∑==n
k k i n BMDI 1
1 k k k p c i c i 011+=?
式中：p k 是第k 个月的标准化降水量；c 1和c 0为参数，可以通过历史旱涝资料来估算。BMDI 为干旱指标，当BMDI 满足-1.0 2）德马顿(Demartonne)干旱指标 I=R/(T+10) 式中：I为德马顿(Demartonne)干旱指标；R为月降水量；T为月平均气温。 （3）城市干旱预警指标 1）城市干旱判别指标 城市实时干旱严重程度用城市干旱缺水率指标来判别。城市干旱缺水率是指城市发生干旱时日缺水量与正常日供水量之比。日缺水量即正常日供水量与旱期实际日供水量之差。 P＝（Cx-Cg）/Cx×100% 式中：Cx为城市正常日供水量；Cg为干旱时期城市实际日供水量。 2）城市干旱预警指标 城市干旱预警指标是用于判别城市在未来一定时间内可能发生干旱的严重程度指标。城市干旱预警指标用城市供水预期保证率来表示。 城市供水预期保证率（T）是指在未来一段时间内城市所有水源可供水量与同期正常需水量的比值，表示如下： T=∑Qi/q×100% 式中：Qi为第i个水源预测可供水量；q为计算时段内正常需水量。 城市干旱预警等级是预测城市可能发生干旱严重程度的分级。城市干旱预警等级划分为4级，即Ⅰ级（极度）干旱、Ⅱ级（重度）干旱、Ⅲ级（中度）干旱、Ⅳ级（轻度）干旱，对应的划分标准分别为T<=70，70 （4）生态干旱监测预警指数： G=(βR-R0)/R0 式中，G是干旱监测预警指数；R是可供水量；R0是当地生态系统需水量；β是自然降水的有效系数，它等于有效水量与同期相应降水量之比，即β=Re/R。每次降水的有效系数不一样，为简便起见，采用地域性多年平均数值代表，丘陵山区为0.7~0.9，在平原区为0.9~1.0。观测统计表明，在作物生长季，当G≤-0.5时，作物已受到缺水影响，有时甚至发生明显的萎蔫现象。因此可以把G≤-0.5作为发布干旱的灾险预警指标。 （5）我国提出的干旱监测指标 1）刘玉洁提出的卫星遥感MODIS干旱监测模型为： DI=(∑Xi×Pi)+F(PDI) 式中：DI为MODIS综合干旱指数；Xi为干旱模型中可能考虑的各参数得出的干旱等级(例如 NDVI_DI)；Pi 分别为各参数对MODIS 干旱综合预警指数的影响权，该权应根据数据的可信度给出；PDI 为前期干旱指数。F 为一函数，表示前期干旱指数与当前干旱指数呈某一函数关系，该函数的确定与监测区的地理位置、监测时间及其跨度等有关。 2）冯利华参照地震等级确定法，用降水量距平提出了干旱等级计算公式： N=a×lg(Ipa×t)+b 式中：N 为干旱等级指数；t 为干旱持续天数；a 、b 为待定系数。 当拟定a=4，b=-9时，N ≥8级时为特大旱，8>N ≥6级时为大旱，6>N ≥4级时为旱，N<4级时为轻旱。 3）王密侠等在陕西省作物旱情预报系统的研究中提出修订的作物供需水比例指标，其公式为： ET W W I W W G P K d +?+?++=)(0201 式中：K d 为作物旱情指标；P 为时段降雨量；G 为时段内地下水补给量；W 1为时段初作物根系活动层内土壤含水量；W 2为时段末作物根系活动层内土壤适宜含水量；W 0为作物根系活动层内土壤凋萎含水量；I 为时段内灌溉量；ET 为时段内充分供水条件下作物潜在需水量。 当干旱指标K d ≥1.0时，表示农田水分满足作物水分需求外尚有盈余；K d <1.0时，表示农田水分对作物供应出现亏缺，作物可能受旱，K d 越小受旱程度越重。 这一指标考虑了多种水分因素对作物干旱的影响，概念明确，所用参数为常规气象监测资料，使用较方便。 1.1.3 干旱监测预警方法 （1）层次分析法 马晓群等利用农业干旱指标：土壤墒情、累积湿润指数、植被供水指数，配合阶段降水量和降水日数，进行了农业干旱综合监测指标和方法研究。综合指标中各因子权重的确定采用层次分析法。根据安徽省气候过渡区下垫面地表特征差异和云天状况，分别确定了湿润区、半湿润区的晴空和云覆盖4种状态下的各因子权重序列，均通过了一致性检验；建立了相应的农业干旱综合监测模型；确定了4要素和5要素农业干旱监测等级标准。综合模型概括了各单指标主体监测结果，有利于对农业旱情的综合判断，监测模型检验效果良好，可应用。具体步骤如下： ①确定农业干旱综合监测指标，包括土壤墒情、累计湿润指数、植被供水指数、时段降水指 标； ②为了使不同量纲的数据具有可比性，需要对所有指标数据进行标准化处理，使各类数据具有相同量级； ③采用层级分析法确定各指标的权重； ④建立农业干旱综合监测模型并确定等级。 （2）回归分析法 孙秀邦等从与土壤相对湿度相关的气象因子出发，利用逐步回归分析方法，分析1990~2001年干旱时段土壤相对湿度与气象因子之间的关系，主要应用逐步回归分析建立干旱预警模型。在分析过程中把每旬逢8或逢3的土壤相对湿度资料作为因变量(y)，上一旬逢8或逢3的土壤相对湿度(x1)、旬内的降水总量(x2)、积温(x3)、蒸发总量(x4)、日照总量(x5)、水汽压总量(x6)和相对湿度总量(x7)资料作为自变量。在回归分析中，主要使用SPSS12.0分析软件进行回归分析。 1.1.4 干旱监测预警技术 干旱监测预警技术主要分为两类。一类是通过地面监测网络采集相关信息并加以综合分析开展干旱评估，进而结合气象预报开展干旱预警；另一类是采用遥感方法开展干旱监测评估，结合气象预报进行干旱预警。近年来，应用遥感方法开展干旱监测预警研究较为普遍，尽管距实际应用上存在差距。 （1）遥感综述 遥感监测的干旱通常是指农业干旱的监测，农业干旱的本质是土壤水分含量太低，无法满足植被(作物)对水分的需求，所以干旱监测的本质是监测土壤水分含量，通过土壤含水量的分布和多少来反映干旱的分布范围和干旱程度，为各级政府部门制定科学合理的防旱、抗旱措施提供依据。 旱情监测遥感数据源的选择主要是根据实用、经济和需求精度等因素而定。国内外应用最广的是NOAA卫星，目前在轨有3颗，空间分辨率大概在1km左右，地面重复观测周期为0.5d。该数据具有周期短、时间序列长、覆盖范围宽、时效性强、数据量小、后处理方便以及成本低等优点，缺点是空间分辨率与波谱分辨率低，而且受云层覆盖的影响较大。 EOS是美国新一代地球观测卫星，扫描宽度达2300km，已投入业务运行的Terra和Aqua 两颗卫星分别于1999年底和2002年发射。星上所搭载的中等分辨率成像光谱仪(MODIS)是其最有特色的仪器之一，其免费接收的数据获取政策更使人们能够容易得到空间分辨率250～1000m、 时间分辨率0.5d和包括36个光谱通道的高光谱分辨率的卫星资料。基于MODIS资料，国内外许多科学家进行了干旱监测技术研究，并已取得大量成果。 主动微波遥感是利用合成孔径雷达(SAR)数据来反演土壤水分，在国内外越来越受到重视，所面临的主要问题是如何在模型中去除表面粗糙度的影响和在不同植被覆盖条件下建立土壤水分反演模型。被动微波遥感监测陆地表面土壤水分含量的算法相对来说历史更长，技术更为成熟。除了和主动微波遥感一样具有全天候和全天时的优势之外，被动微波遥感也不需要专门的能源装置，具有仪器比较简单、可运行在较高卫星轨道、受地表粗糙度和地形影响相对要小、重返周期短和适合大面积实时动态监测等优点。 AMSR2E是由日本国家空间发展局(NASDA)开发，于2002年5月4日由美国宇航局Aqua 卫星搭载发射的。该传感器测量619～89GHz范围内6个频率的亮温，用微波辐射传递模型将地表地球物理变量和观测到的亮温联系起来，实现土壤水分的反演。AMSR2E以56km的空间分辨率观测土壤水分，提供25km格网的重采样产品，从2002年6月18日至今积累了大量的日观测数据。欧洲航天局计划于近期发射土壤湿度和海洋盐度卫星(SMOS)，其有效载荷MIRAS将是历史上首次发射的星载综合孔径微波成像辐射计，采用干涉式成像技术，可实现土壤湿度的被动成像探测，地面(海面)分辨率达到30～50km，其L波段穿透植被的能力比以前的传感器更强，在反演植被覆盖地区的土壤水分方面具有更大的潜力。 光学遥感的图像覆盖范围相对较广，价格也较低，但是容易受到天气条件影响。微波遥感具有全天时和全天候的工作特征，但图像价格较高。此外，传感器的重访周期对农业旱灾的遥感监测应用也十分重要，较长的重访周期在一定程度上影响了农业旱灾监测中遥感数据源的选择。由于每天可以至少获得研究区上空的2次图像，NOAA2A VHRR和MODIS是当前最适合于农业旱灾遥感监测的卫星传感器。采用光学和微波遥感相结合以提高土壤水分反演精度和效率将是未来旱灾遥感监测的重要发展方向。 （2）遥感反演 由于区域干旱直接体现植被和土壤水分的电磁辐射强度变化，而电磁辐射强度取决于其反射率、发射率、电介特性、温度等因子，所以利用多时相、多光谱、高光谱等遥感数据反演地表干旱信息获得了物理基础。基于此，利用遥感手段从定性、定量方面抽象出模型对区域干旱监测进行研究。 国外利用遥感技术监测土壤水分始于20世纪60年代末，先后开展了土壤水分与光谱反射率的关系以及微波土壤水分反演方法的研究。70年代以后，土壤水分遥感反演监测技术迅速发展， 出现了地面、航空、航天等多平台以及可见光、近中远红外、热红外和微波等多波段相结合的局面。进入80年代后，遥感监测土壤水分与干旱的研究工作得到了全面而迅速的发展，监测方法包括热惯量模式、土壤水分光谱法、能量平衡法和微波遥感等。 与国外相比，我国对土壤水分遥感反演技术的研究起步相对较晚。从20世纪80年代中期开始，国内有学者首先从土壤水分对土壤反射光谱的影响开始进行了土壤水分遥感研究的前期工作。90年代以后，我国土壤水分遥感反演的理论和应用迅速发展，热惯量、地表温度、植被指数、后向散射系数、亮度温度等被用来作为指示因子建立了众多的土壤水分遥感反演模型。 光学遥感反演土壤水分包括Gamm射线技术、可见光和近红外技术、热红外技术3种。Gamma 射线技术的基础是利用潮湿地区和干旱地区天然陆地Gamma辐射量存在的差异，而可见光和近红外技术主要是通过测量地面对太阳辐射的反射来估计土壤含水量，在应用过程中都不是特别有效。热红外技术和微波技术比较常用，前者的基础是测量日温变化，后者的基础是测量土壤介电特性变化，进而建立这些变化与土壤含水量的关系。 1）近红外 ①近红外光谱 绿色植被在红光区域显出较强的吸收特性，并且主要集中在红外区。植被密度越大，红光区的反射率越小，在近红外波段反射率增高，在红光区域降低了3%～5%，而在红外区可以达到40%-60%。这主要是因为在红光波段植被的吸收率很快可以达到饱和，红外波段反射率只是随植被密度的增加而增加。从红光到红外光谱区域，裸地的反射率较高，但增加较慢。然而由于水分对红光及红外光具有强烈吸收特性，随着土壤湿度的增加。裸地反射率显著减小，在红外波段尤其显著。采用不同的数学处理方法，可以使表征植被、下垫面干旱程度等特征变化的红光和红外之间的差异显著，即可用于从不同的像素资料中提取有关的土壤信息。 ②短波红外光谱 短波红外反射率对叶片含水量较为敏感，利用MODIS数据中的短波波段6和波段7构成水分敏感指数鉴别干旱成为可能。短波反射率对不同植被覆盖度而言变化较大。特别对土壤中水分变化反映更为敏感。由于它可以有效地减少大气水分对MODIS通道反射率的影响，将会广泛应用于干旱的遥感监测。 2）热红外 常见的热红外土壤水分反演方法包括热红外法、热惯量法以及温度植被指数法3种。热红外法利用昼夜或白天不同时间下垫面温度变化可间接反应土壤水分的原理，但只适用于裸土或者植 被覆盖度低的地方。 ①热红外法 热红外法监测土壤水分依赖于土壤中水分亏缺时土壤表面发射率与表面温度会发生相应的变化。基于此，利用热红外遥感反演地表温度，作为主要参数输入到模型中，并与非干旱情况下土壤的状态做对比，分析得出干旱程度。 ②热惯量法 目前比较常用，它认为土壤热惯量是土壤温度变化的一种内在因素，控制着土壤的温度日较差，可通过土壤温度日较差的遥感获取来反演土壤水分含量。热惯量法需利用热红外遥感影像反演的下垫面温度，建立与土壤热惯量、土壤水分含量的关系模型和土壤表层与一定深度土壤含水量的关系模型来研究土壤的含水量。 以冠层温度为基础建立作物缺水指标的研究始于20世纪70年代初。蒸散作用与能量和土壤水分含量关系密切，能量较高和土壤水分供给充足时蒸散作用也较强，冠层温度则处于较低状态。Idso等人以能量平衡原理为基础，提出用作物缺水指数(CWSI)来反映植物蒸腾与最大可能蒸腾的比值。在较均一的环境下可以把CWSI与平均日蒸发量相关联，作为植物根层土壤水分状况的估算指标。蒸发蒸腾越小，CWSI越大，供水能力越差，土壤越干旱。用NOAAPA VHRR可得到热红外温度，它与日蒸散量有简单的线性关系。而用热红外温度又可以计算出日平均温度，并进而计算出蒸散发能力，从而作出旱情分级。 目前热惯量法主要应用于裸土条件下，从土壤本身的热特性出发反演土壤水分，要求获取纯土壤单元的温度信息，当有植被覆盖时，受混合像元分解技术的限制，精度将降低，距离实际应用尚有一段距离。 ③植被指数法 干旱直接影响到作物生物量的积累、叶面积指数及覆盖度的增长，因此可根据植物的光谱反射特性进行波段组合，求得各种植被指数，由此实现对土壤旱情的监测。常见的有归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、距平植被指数(AMTNDVI)等，其中NDVI应用最广泛，它相对于比值和差值植被指数来说对不同视角及大气条件不敏感。研究表明，NDVI能够相当准确地反映大范围内的土地覆被和宏观监测降水状况。作物缺水指数法利用地面热平衡原理，在植被覆盖度较高的地区应用效果明显，常见的CWSI是基于作物在潜在蒸发条件下冠层温度与空气温度差和空气饱和水汽压差具有线性关系提出来的。 遥感数据如果与地面温度、降水量以及作物生长期等相结合，实时监测结果将会更为理想。 气候状况、土壤类型质地、植被类型分布以及地形条件都会影响NDVI值，高海拔地区的NDVI 值相对较高，考虑地形地貌因素以及气象因子变化会使监测结果更加准确。Peters等人用基于NDVI的标准化植被指数(SVI)进行干旱监测，用12年的NOAA图像得到研究区各个时期的NDVI 平均值，再用当前图像植被指数与标准植被指数的偏差来建立与干旱状态的关系。 （3）微波遥感 微波遥感的物理基础是土壤的介电特征和它与土壤含水量有密切关系，土壤含水量的不同导致介电常数不同。用微波遥感监测土壤水分始于20世纪70年代，旨在发展微波遥感土壤湿度算法，并研究其他因子的影响；90年代以后发展实用的卫星微波遥感土壤湿度算法为主。 微波遥感不受光照条件限制，能够全天候工作，特别长波段微波能够穿透植被并对土壤具有一定的穿透能力，主动和被动微波结合利用将是未来发展的方向。与被动微波相比，主动微波更容易受地表粗糙度的影响，但主动微波遥感具有空间分辨率高的优点。 1）被动微波 主要依赖于用微波辐射计对土壤本身的微波发射或亮度温度进行测量。与主动微波遥感相比，被动微波遥感土壤湿度研究较早，算法种类多，成熟。国内外研究表明，微波采样深度为2~5cm，且选择较长的波段有利；Schmugde等研究认为，L波段(波长21cm)对土壤水分研究最佳，若在被动微波估算表面粗糙度，则可取得更好的效果；M.Christian进行了野外测量，研究结果表明：低频波段对植物水分含量敏感，而高频波段则随植物生育过程的发展变化剧烈；Chrisstian 认为微波波段的极化行为与叶茎大小和取向相关。结合其他参数，能够提高微波反演土壤水分的精度，一些研究者建立了亮度温度TB与前期降雨指数API、微波极化差指数MPDI之间的线性关系；Njoku等基于辐射传输方程，建立TB与mv等参数的非线性方程，然后用迭代法和最小二乘法解非线性方程求出mv等参数。 与主动微波相比，被动微波受地表粗糙度影响小，目前，被动微波主要集中在理论模型和统计模型，理论模型将是今后发展的主流。 2）主动微波 土壤表面后向散射的信号与土壤水分、土壤表面的粗糙度、介电特性、土壤的物理特性等有关，土壤湿度信息面临的一个问题就是要将土壤含水量的影响与其他因子的影响区分开。20世纪90年代中期前，建立了后向散射系数和土壤水分含量的关系。大多数研究是依据统计方法，通过实验数据的相关分析建立土壤湿度与后向散射系数之间的经验函数关系，而以线性关系应用最普遍。 主动微波数据因分辨率高而越来越受到重视，但由于受地表粗糙度和植被覆盖影响，研究重点是如何去除地表粗糙度对后向散射的影响。针对这种情况，李震等人提出了一种综合主动和被动微波数据的土壤水分变化监测方法，通过一个半经验公式计算体散射项，综合时间序列的主动和被动微波数据来消除植被覆盖影响，计算结果和实测值一致。相比主动微波雷达，被动微波辐射计具有监测面积大、受粗糙度影响小，对土壤水分更为敏感，算法更为成熟的优势，重访周期短，能够进行大面积实时动态监测。 1.1.5 干旱监测预警应用系统实例 （1）冯锐等利用遥感信息数据，结合地面观测资料，通过干旱监测模型及高程（DEM）数据，在GIS的平台上建立干旱监测信息系统。 干旱监测信息系统是以地理信息系统为平台，以干旱监测模型为核心，以空间数据及地面观测数据为主要材料，进行大面积动态干旱监测及等级划分，实现空间数据和地面数据的分析、查询、显示及管理。 干旱监测信息系统的主要功能： ①数据调入管理 主要是调入卫星遥感数据、地面观测数据、地理信息数据、灾情及经济统计数据，通过数据转换在ARCGIS平台上显示、查询及分析，并实现数据的存储、维护、更新等管理功能。 ②干旱监测 这一功能主要是利用干旱监测模型制定不同分区、不同等级监测指标，进行干旱大面积动态监测及各等级面积计算。 ③产品输出 在GIS环境中，将灾害监测结果叠加边界、文字注记等特征后以图形形式、图与表结合形式、文图表相结合形式等多种形式输出、显示。 ④系统工具 系统工具是系统应用过程中一些常用基本功能模块，包括系统的数据站点选择、数据与制图窗口的切换、图层信息显示、数据信息显示、区域挖图、数据转换及制图等多项二次开发功能。 ⑤产品分发 主要功能是将分发产品打包、压缩后通过各种网络协议发给NOTES网、局域网及Internet 网上用户，并提供用户档案管理和产品目录管理。 以2004年6月份辽宁省干旱监测为例，进行了干旱等级划分及面积监测分析。 （2）郝文俊等收集整理内蒙古全区118个气象台站的气象和生态监测信息数据，充分应用现代计算机编程技术，建立了干旱气象服务历史数据库。开发完成对全区各地气象台站网络传递的逐日（逐旬、月）气象、生态、灾情监测实时信息自动化采集整理、数据解译、数据追加入库的应用功能程序模块，实现了及时补充和调用实时数据的业务化应用目的。为干旱分析服务提供了日滚动的干旱程度评估和预警的干旱等级指标，包括等级划分、受旱症状描述，建立了干旱评估、预警模型。实现了逐日滚动开展干旱监测评估和预警服务工作。系统各程序模块应用功能强、业务化程度高、操作简捷，使得全区干旱气象服务的技术数据分析应用和服务产品制作水平和能力得到提高，在防旱抗旱工作中收到了明显的业务服务效益。 系统以WindowsXP为平台，采用VisualBasic6.0（简称VB6.0）高级编程语言进行设计。对生成信息产品载体的图视化制作，应用VB6.0对Surfer8.0进行了二次开发。通过用户界面设计和功能模块设计，以友好的界面，通过简单操作即可实现干旱监测、气象信息查询、干旱受灾程度评估、干旱受灾程度预警等各种服务功能。 此系统研发的目标是实现实时可业务化的应用软件，它的应用目标是调用、查询实时的气象信息和分析制作干旱受灾程度评估和预警服务产品。应用功能软件模块形成的主要方法是采用VisualBasic6.0（简称VB6.0）高级编程语言进行设计。对生成信息产品载体的图视化制作，应用VB6.0对Surfer8.0进行了二次开发。主要由实时信息采集处理、气象信息查询、干旱受灾程度评估、干旱受灾程度预警4个应用模块组成。 2007年初，该系统首先在内蒙西部鄂尔多斯市和东部呼伦贝尔市气象局业务平台装载试运行，并在运行中对于存在的问题（包括信息网络对接）进行了系统软件的改进和完善；5月上旬在内蒙古气象局举办了为期3天的《内蒙古地区综合干旱监测评估和预警服务系统》推广应用培训班，实现了在全区气象部门的推广应用。目前，全区各气象台站均在使用此系统制作发布各类气象实时信息、干旱程度评估、干旱程度预警产品。此系统已全面服务于当地的防旱抗旱工作，收到了明显的业务服务效益和经济效益。 （3）厉玉昇采用区域气候模式与土壤水分模型相结合的技术，建立了黄淮平原农业干旱预警系统。系统的气候模式采用NCAR的区域气候模式(RegCM2)，为土壤水分模型提供所需的气象要素场数值预报。土壤水分模型采用适合于黄淮平原冬小麦、夏玉米等作物的土壤水分平衡方程。试运行结果表明，利用区域气候模式和土壤水分模型构建的区域性土壤水分模型，土壤水分预报的平均相对误差在15%以下，可以较好地模拟出土壤水分变化和干旱分布状况，可用于土壤 水分预报和干旱监测。 干旱预警系统模型集成了黄淮地区的气候特点和作物生育规律，结合数值预报产品，输入遥感墒情或站点实测墒情，计算出未来时段内的逐日土壤湿度变化，并将该结果与作物相应的发育期适宜水分指标和干旱指标对比分析，得到相应的旱情等级指标，为实现节水灌溉，提高水分利用率，制定科学合理的指导方案。 系统程序采用BorlandC++Builder6.0开发工具编写，在Windows操作系统下运行，集成了数字图像显示、格式变换、数据插值和打印等功能，具有界面友好、操作方便、时效性强的特点。 干旱预警于2003年在黄淮平原(110°～121°E、31°～37°N)区域范围内试运行，系统可以进行单站、区域的土壤水分预报和干旱监测。系统中的区域气候模式实现了气象要素逐日资料的计算，解决了土壤水分预报模型中逐日气象要素无法得到的不足；土壤水分模型的预报结果能够反映黄淮平原主要农作物全生育期内各发育期的耗水量变化，预报具有一定参考价值。 （4）谢明等利用淮北地区主要站点历年气象和土壤墒情资料，在“黄淮平原农业干旱监测预警与综合防御”研究成果的基础上，研究开发适合淮北地区农业干旱监测预警与决策服务系统，结合该地中长期天气预报结果预测未来土壤墒情发展变化，发布预警和决策服务信息，并根据未来作物需水特点提出决策服务建议，旨在为农业抗旱减灾提供科学依据。 系统建立步骤： ①建立相关数据库，将土壤湿度资料、常年气象资料、不同土壤类型、作物生长状况等信息整理到数据库； ②对淮北地区冬小麦土壤水分进行评估分析。根据土壤水分平衡方程，分析土壤水分各分量情况，研究淮北地区冬小麦在不同年景下麦田土壤水分利用状况和灌溉模式； ③在对夏玉米生长季土壤水分变化规律及夏玉米关键生长阶段的干旱指标等问题进行深入研究的基础上，建立夏玉米土壤墒情预报模型； ④建立集淮北地区农田水分监测、预报和灌溉决策服务于一体的农业干旱预警决策服务系统，并进行初步应用。 （5）张树誉等从实际需求和业务应用出发，利用MODIS遥感资料和地面加密气象与土壤湿度观测资料，综合气候、植被、水文和地质环境等因素，对陕西省生态农业气候环境进行了区划。建立基于MODIS卫星遥感资料的干旱监测业务化方法和模型，开发了气象干旱和农业干旱预测模型及干旱综合影响评估模型，形成了干旱监测预测评估业务平台，实现了省、市、县干早监测——预测预警——影响评估的系列化服务。 省干旱监测预测评估业务平台体系结构按3层结构来搭建，包括数据层、模型和指标层、用户交互层。其中数据层包括系统所涉及的所有数据，包括基础地理信息、遥感影像数据、植被长势监测数据、气象、水文数据等。对数据的访问采用WEB—GIS技术通过统一的接口进行；模型和指标层集中了各种算法模型和运算指标，模型运算时通过数据访问接口从数据层读取数据，运算结果也可以通过数据访问接口存贮到数据层中。模型之间可以相互调用，也可通过数据层作为中介来实现模型之间的数据传输；用户交互层是集成系统的前端，也是提供给终端用户的操作接口，实现模型选择、参数设定、模型运算、结果显示和发布等功能。 主要的技术特点：①干旱遥感监测、预测预警体现了精细化。首先，借鉴NOAA卫星遥感干旱监测方法，针对陕西不同干旱分区，结合地面加密观测资料和MODIS波段设置特点，建立基于MODIS遥感资料的干旱监测业务化方法和模型，结合GIS技术对干旱的发生、发展过程进行全程动态监测，既能够得到全省或大区域宏观干旱强度、分布和发展状况等信息，又能够得到各市、区(县)的干早强度和发展状况的精细化遥感监测产品，其监测精度较NOAA卫星遥感干旱监测提高了16倍。其次，从现行天气预报和气候预测所能提供的预报、预测产品及其可信度出发，研究建立了基于中期、延伸期天气预报和月气候预测、地面气象观测和农作物生长状况等资料的陕西省干旱预测模型和指标，实现了对未来5～30d省内分时段的任一市、县(区)可能发生的气象干旱、农业干旱变化趋势的预测预警；②干旱评估体现了综合性和定量化。在分析总结现有评估指标模型和标准规定的基础上，结合陕西省干旱的时空分布特征、干旱风险图集、农业种植结构等，运用气象观测资料、卫星遥感资料、水文资料、生态气候观测资料等建立了一套集干旱灾前预评估、灾中动态评估和灾后损失评估于一体，并能够对农业、水文、生态、社会经济等干旱影响的不同方面进行综合评估的陕西省干旱影响评估模型和指标。开发的农业干旱静态和动态评估模型，实现了分别以旬、月、年为时间尺度、以县为空间尺度的农业干旱动态、定量评估，可以得到干旱对农作物产量影响的动态定量信息。 （6）国外业务系统 20世纪末，美国国家干旱减灾中心、海洋大气局、农业部合作建立了新的干旱监测业务产品。该系统由监测干旱状况及影响的图形和文字组成，是根据相当丰富的信息综合而成的产品，每周进行旱情监测，提供全国旱情信息，并在网上发布。美国国家海洋大气局的国家环境卫星数据和信息服务中心利用多年积累的全球NOAA资料，采用VCI和TCI方法进行全球性的干旱和预报，并进行作物的估产，为美国农业部和商务部提供信息。 加拿大利用NOAAPA VHRR资料的可见光和红外波段获得植被指数，进行正常气候条件下 农作物产量与干旱条件下农作物产量的比较评估。英国利用卫星SMMR与A VHRR数据比较进行研究，在旱情监测技术上得出了较好的结果，并在撒哈拉地区进行了实验，同时也采用NOAAPA VHRR的可见光波段反射率和SMMR的极化差方法进行旱情监测。日本为了研究大区域的土壤水分分布状况，利用NOAA卫星资料，采用热惯量模式，结合近地层小气候和地面热通量观测，以中国东北部的吉林省为中心进行了区域土壤水分调查，取得了良好的效果。 国际水管理研究所（IWMI）建立了包括印度西部、巴基斯坦和阿富汗在内的南亚干旱遥感监测系统。这个近实时的干旱监测与报告系统最初使用的是A VHRR数据，现在改用MODIS遥感数据，每8d或16d发布一次500m空间分辨率的监测结果。 1.2调研材料的主要来源 调研工作的主要调研材料包括期刊杂志及专著，详见参考文献。 2 选择本专题调研的原因、必要性及意义 与其他灾害相比，干旱灾害的发生发展、成灾机制等更为复杂。长期以来，干旱灾害的相关研究较为薄弱，作为抗旱减灾基础性工作的干旱监测预警同样研究进展缓慢，截止到目前为止，被较为认可的干旱监测预警工具少之又少，而加强和做好干旱监测预警工作将极大地提高抗旱减灾能力却已被普遍认可。 干旱监测预警系统的薄弱、不完善限制了其他抗旱减灾工程和非工程措施的应有效用，加强干旱监测预警研究及系统建设已成为我国抗旱减灾能力建设的主要内容之一。 通过国内外干旱监测预警研究成果的系统调研和总结，明晰干旱监测预警指标、技术、现状、发展趋势以及约束条件等，可望为我国干旱监测预警体系建设提供借鉴参考，为尽快提高我国抗旱减灾能力服务。 3 近年该专题发展新动向和值得关注点 3.1 干旱监测预警发展的新方向和值得关注点 根据调研并结合抗旱减灾的实际需求，有关干旱监测预警发展的方向及值得关注点主要如下： （1）区域干旱监测预警系统建设 （2）综合的干旱监测预警指标研究 河北省省级预算项目建议书项目名称：河北地质灾害监测预警系统 项目编码： 项目单位：河北省第一测绘院 领导签字(章)：预算单位：河北省国土资源厅 领导签字(章)：主管部门：河北省国土资源厅 领导签字(章)： 河北省财政厅制 二○一○年十一月十日 填报说明 1、本建议书由项目单位或预算单位负责填写，送隶属的财务主管部门审查后报省财政厅（对于基本建设专项资金、产业技术研发、应用技术研发、信息产业和信息化建设专项资金项目，分别由省有关部门按照项目隶属关系先报送省发展和改革委员会、省科技厅和省信息产业厅，三个部门经审核立项后通知各有关部门，部门再按确定的项目内容报财政部门）。 2、需附相应的部门审核、项目可行性报告、立项批准等有关资料。 3、项目情况填报说明 1）项目性质：（1）维持性资金项目。（2）发展性资金项目。 2）项目类型及编号：01、建筑物及基础设施购建；02、专项购置；03、大型修缮；04、专项业务；05、科技研究与开发；06、信息网络购建；07、信息网络维护；08、大型活动；09、企事业单位补贴；10、个人家庭补助；11、偿债支出；12、产权参股；99、其他专项。 3）项目级次：本级、对下补助（按级次分别单列项目）。 4）项目地点：项目实施地点。 5）单位代码：省级行政事业单位填写预算单位编码；非省级预算单位的承担单位是行政、事业、社会团体的填写组织机构代码，企业填写工商注册码为统一标识。 6）单位性质：行政、事业、其他。 7）单位规格：厅级、副厅级、处级、科级、其他。 8）立项部门：批准立项的主管部门 9）主管部门：项目单位的财务主管部门。 10）主管处室：财政厅各部门预算主管处。 心得体会：遥感技术在防汛抗旱中的应用 遥感技术作为现代地球空间信息的重要手段，在水利行业具有广泛的应用前景，特别是能为防汛抗旱减灾提供有效的空间信息与技术支持。与常规信息获取手段相比，遥感具有监测范围大、监测周期短、获取资料及时、可全天候工作以及经济、客观等优势。不受地域、灾害和恶劣天气限制的特点使其有能力进行连续不断的动态监测。随着航天技术和地球空间数据获取手段的不断发展，遥感技术正在进入一个全新的飞速发展阶段，已具备全方位为防汛抗旱提供动态、快速、多平台、多时相、高分辨率监测的平台基础和技术条件。 遥感技术在防洪减灾中的应用 洪涝灾害监测评估 洪涝灾害的监测在本质上是对水体面积的监测，灾害发生时水体面积与水体本底面积（正常状态时的面积）之差就是受淹面积。水体提取是基于水体在可见 光波段的反射率随着波长的增大而急剧下降，在红外波段反射率降到最低，在微波段则是由于水面镜面反射导致后向反射少的电磁波响应特征，这是遥感影像提取水体的主要依据。本底水体主要用可见光影像提取，而灾害发生时的水体主要依靠可全天候全天时监测的微波影像提取。目前，可供水体提取的遥感卫星数据有很多种，空间分辨率从几百米到米级甚至亚米级，可视实际需要选用。航空遥感，尤其是无人机具有更高的自主性，是实时监测的重要手段。 由于遥感数据，尤其是国产数据源的不断丰富，实现洪涝灾害全过程监测是可行和必要的，以利于防洪救灾的决策。 目前洪涝灾害评估的主要内容是各行政单元内受淹总面积和各类土地利用的面积，特别是耕地和居民地面积，重要工矿企业、大型商场、医院、学校、受淹历时、水深、影响人口、受淹铁路和公路的长度。 洪涝灾害评估一个很重要的基础是空间展布的社会经济数据库，受淹范围与行政界线是不一致的，以行政单位统计的社会经济数据必须展布到空间上。受淹范围内的耕地、交通、重要工矿企业等一般比较明显，可直接提取。但受淹房屋间数和受影响人口要通过受淹居民地面积估算。同样的居民地面积上，居住的人 北方地区荒山造林主要的抗干旱技术措施探讨 摘要：北方地区的荒山造林，受很多因素的影响，尤其降水少、干旱灾害频发对造林的影响最大，北方地区干旱少雨，造林不易成活，如果要使得北方荒山造林的成功率得到提升，传统的工艺技术必不可少，除此之外，还需要将新型的抗干旱的手段和措施，本文重点介绍优选抗旱树种、营造混交林、造林抗干法、苗木抗干旱处理等技术。 关键词：荒山造林抗旱技术北方地区 1、优选造林抗旱树种 从某种意义上说，造林树种的选择关系到北方地区荒山造林的成败。一旦树种选择错误，树苗不仅不易成活，还容易造成人、财、物等资源的浪费，带来不必要的经济损失，即使有的树种能够成活，也未必能发挥很好的生态效益和经济社会效益，由于可能不适合当地荒山的生长环境，造成树木，林分不完整，生物量低，抗性差等。优选造林树种，不仅要考虑树种的适生特性，例如如抗旱、抗风蚀、抗盐碱等，还要考虑当地对改善生态环境的不同需要。对于优选树种的原則，主要有以下几点： 首先，要细致研究分析抗旱造林树种的生物生态学特性，充分认识和了解各类性状的基本特征表现，寻找造林目的与造林地直接相关的优良性状并给予满足，如经济产品、木材产量、防护作用、以及环境美化的意义等。 其次，要适地造林。就是要细致研究造林树种与造林地自然环境之间联系和冲突，这样才能保证树种很好的适应造林地的环境，达到或产生二者相互协调与改善的目的。 再次，还要综合考虑其他因素的影响，如栽培技术、苗木成本、种苗来源、传统的造林经验等，这些因素树种的选择及造林规模等也会产生一定程度的影响。 2、混交林营造技术 2.1混交林的特点 第一，可以充分利用营养空间。由不同树种搭配构成的混交林，能充分利用林地环境的养分、水分和光照。耐阴性与喜光性树种的合理搭配，能够形成复层林相，除充分利用太阳能外，还可产生较大叶面积，更好的改善环境；不同嗜肥性树种之间进行搭配，能保证树种更好的吸收土壤中的养分，提高荒山生产潜能和经济效益；深根性与浅根性树种的搭配，可以充分利用土壤不同层次的水分和养分。 空间光学遥感仪器的十项主要技术指标浅析 空间光学是利用航天飞机、卫星、飞船、空间实验室、空间站等空间飞行器，利用光学手段对目标进行遥感观测和探测的科学技术领域。主要手段是把光波作为信息的载体收集、储存、传递、处理和辨认目标信息的光学遥感技术。 空间光学的优势有很多，一是对地观测优势，空间光学可以对地球环绕观测地球的每一个角落，可以对地表成非常清晰的像，对于大气观测，灾害预报，环境监测，资源探测等方面有很大的优势。二是太空没有国界的限制，地表100公里以上的区域还是一片各方都可以涉足的无主之地。三是对外观测，过去人们曾经建过很多地面望远镜，但是地面望远镜受到大气扰动的影响，达不到望远镜的衍射极限分辨率。空间望远镜处于真空环境下，受到大气扰动小，更有利于达到望远镜的衍射极限分辨率。 空间光学遥感仪器的主要技术指标有以下几项： 1）空间分辨率 空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或者大小，是用来表征影响分辨地面目标细节的指标。空间分辨率所表示的尺寸、大小，在图像上是离散的、独立的，它反映了图像的空间详细程度。空间分辨率越高，其识别物体的能力越强。 目前的空间遥感仪器基本上都是采用CCD或者CMOS作为探测器收集信息的，如果地面分辨率为1m，意味着CCD的一个像元对应地面宽度是1m。 空间分辨率示意图（资料来源：上帝之眼） 2）调制传递函数MTF 从信息角度来看，光学系统作为一个信息系统，输出的信息相对于输入的信息肯定会丢失一部分。我们常常使用对比度来表征这种信息，即MTF=（输出图像的对比度）/（输入图像的对比度），由于输出图像的对比度总是小于输入图像，所以MTF总是处于0-1之间。再根据不同的空间频率，即可获得系统的MTF图。 农作物病虫害绿色防控技术应用有哪些 绿色防控，是在2006年全国植保工作会议上提出“公共植保、绿色植保”理念的基础上，根据“预防为主、综合防治”的植保方针，结合现阶段植物保护的现实需要和可采用的技术措施，形成的一个技术性概念。病虫害绿色防控是采取生态控制、生物防治、物理防治、科学用药等环境友好型措施来控制有害生物，是贯彻“公共植保、绿色植保、科学植保”的重大举措，是发展现代农业，促进农业生产安全、农产品质量安全、农业生态安全和农业贸易安全的有效途径。农作物病虫害绿色防控主要技术措施： 一、农业防控技术 1、选用抗病虫品种，合理布局作物品种、合理轮作。 2、加强水肥管理，清洁田园。 3、提高生物多样性，推广农作物间作套种技术。 二、物理防控技术 1、色板诱杀 粘虫板诱杀是利用害虫的趋色习性来诱杀害虫。如用黄色粘虫板诱杀有翅蚜、白粉虱、斑潜蝇等害虫的成虫，蓝色粘虫板诱杀蓟马。每亩用15-30块黄蓝板，安装在蔬菜、蓝莓、玫瑰等作物时要高于作物15-20厘米，并随着植株生长不断调整；果园可挂在果树中部。 佳多粘虫板分黄、绿、红、蓝、白、黑、紫、青、粉、灰十种颜色1、打开即用，使用方便2、特殊色谱，双面诱捕，防治效果显著。3、特定板质，平整不卷曲，防水高粘度胶，抗晒、耐雨淋，高温不老化，持久耐用。在温度10℃～70℃的环境中基板无明显变形，胶体不流化，遇水不溶解。在使用中，色泽一致，在强烈阳光照射下向光面与背光面无明显色差。粘虫板材质：PP材料，具有一定的强度、硬度、耐湿，双面涂胶、板面不卷曲。 2、频振式杀虫灯诱杀 频振式杀虫灯由佳多公司1991年研发生产，频振诱控技术主要利用害虫的趋光、波、色、味的特性诱集害虫。高压电网将鳞翅目（甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、甘蓝夜蛾、小菜蛾、螟虫、粘虫、地老虎等）、鞘翅目（金龟子等）1327种成虫击晕后落入接虫袋，从而达到防治害虫的目的。可在粮食、蔬菜、果树等作物上使用。一般30-50亩左右安装1盏杀虫灯。 3、性诱剂诱杀 性诱剂（性信息素诱导剂）诱杀是利用昆虫的性外激素，引诱异性昆虫达到诱杀或迷向的作用，影响正常害虫的繁殖，从而减少其后代种群的数量，达到控制的效果。目前，使用性诱剂诱杀可有效控制玉米螟、小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾等害虫的成虫。一般每亩使用3个诱捕器。 4、避雨控病技术 葡萄生产上，雨季开始之前，在葡萄树冠顶部搭建简易避雨的拱棚，使葡萄植株、枝蔓、花、果能人为地避开自然雨淋，截断引起葡萄病害发生流行的环境因子，达到控制或减轻如葡萄白腐病、炭疽病、霜霉病、褐斑病等病害的发生，提高葡萄产量、质量。 5、果实套袋技术 果实套袋技术是提高果实品质的有效措施之一，其最大的好处是保护果实免遭农药污染，生产绿色果品。同时套袋后果实与外界隔离，病虫难以侵害果实，可有效降低病虫发生危害。 三、生物防控技术 利用微生物源、植物、动物源农药、抗生素等生物制剂防治农作物病虫，可选用天然除虫菊素、苏云金杆菌（BT）、白僵菌、绿僵菌、阿维菌素、捕食螨、烟碱、苦参碱、宁南霉素等防治蚜虫、菜青虫、小菜蛾、叶螨、斑潜蝇、夜蛾类害虫、病毒病、霜霉病等。 四、科学用药技术 附件2： 《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中期实施情况 部门调查表 部门： （单位公章） 联系人姓名： 联系人电话： 联系人邮箱： 科技部发展计划司 科技部科技评估中心 二零一三年一月 填写说明 一、调查目的。本调查表为了解《科技规划纲要》自2006年以来在各行业部门的实施情况而设计。 二、适用部门：工业和信息化部、国家民族事务委员会、公安部、民政部、国土资源部、环境保护部、住房和城乡建设部、交通运输部、铁道部、水利部、农业部、文化部、卫生部、人口计生委、海关总署、工商总局、质检总局、广电总局、新闻出版总署（版权局）、体育总局、安监总局、林业局、旅游局、地震局、气象局、粮食局、能源局、烟草专卖局、海洋局、测绘局、民航局、邮政局、文物局、食品药品监管局、中医药管理局、煤矿安监局 三、报送日期。请各部门科技主管司局抓紧组织填报，于2013年3月6日前，报送科技部发展计划司。 四、填报要求： 1.该表为样表，电子版可从科技部门户网站（https://www.doczj.com/doc/8d10219319.html,）“通知公告”栏下载。填报打印后，盖章报送，并附电子版光盘。 2.填报时要实事求是，据实填报，不得虚报、瞒报、谎报相关数据和内容。 3.调查表内栏目不得空缺，涉及到2012年的部分数据若未统计，可填写估计值，并注明。如果某项内容或数据没有，请填“无”。 4.填报内容要求文字精练，注重用事实和数据说明。若部分内容字数较多，可另附页。 一、本部门贯彻执行《科技规划纲要》的总体情况 1. 本部门2006年以来科技发展的总体部署情况：（如发展思路、战略布局等） ________________________________________ ______ __ _________________________ 2. 2006年以来，本部门出台的对行业/领域科技发展具有全局性、战略性意义的规划、政策、意见、办法等重要文件： 序号文号文件名称颁布部门颁布时间1 2 … 3. 2006年以来，本部门科技工作的重大举措：（如采取的重大科技行动/工程/专项，组织的与科技相关的重大活动等） 序号时间举措名称工作内容主要成效 1 2 … 4. 本部门组织实施科技发展规划的方式/途径：（可多选） A. 参照国家科技发展规划制定了本部门（行业/领域）科技发展规划； B. 制定实施本部门科技发展规划时，注重与其他部门的协调； 请说明：。 C. 实施本部门科技发展规划时，有明确的实施机制和途径； 请说明：。 D. 对本部门科技发展规划实施情况进行了监测评估和动态调整； 基于GIS的洪涝灾害遥感评估系统 冯锐 张玉书 陈鹏狮 张淑杰 纪瑞鹏 (中国气象局沈阳大气环境研究所 沈阳 110016) 摘 要 利用NOAA/AVHRR气象卫星实时监测到的洪涝灾害数据与GIS技术相结合,以地理信息系统软件ArcView3.1为依托建立洪涝灾害遥感评估系统。系统可提供洪涝区域内居民区的受淹数据,并进行受淹区域的比例系数计算,提供水田、旱田、林地、灌丛、果树和草地等淹没面积的信息。 关键词 洪涝灾害 遥感数据 评估系统 洪涝灾害是辽宁省的主要自然灾害之一,对工农业生产和人民生命财产影响严重,其发生频率高,造成的损失严重。因此,在洪涝灾害发生后能迅速对灾害损失做出评估,为政府及有关部门提供及时准确的信息,具有十分重要的意义。目前卫星遥感和地理信息系统技术在洪涝灾害遥感监测、评估领域的应用越来越广泛。辽宁省洪涝灾害遥感评估系统应用NOAA气象卫星重复周期短、时间分辨率高的优点,将其与G IS技术结合,可在洪涝灾害发生后快速、准确地提供淹没区的空间及属性信息,并利用新开发的应用程序,可以在短时间内对大范围地区进行相关研究,为宏观决策提供科学依据。 1 系统设计 1.1 系统开发目标 系统开发目标是将监测到的洪涝区域显示结果与地理信息叠加显示,在此基础之上实现这些结果与地理信息之间在空间上的相关查询和分析功能。 1.2 系统结构 1.2.1 数据库的建立 1.2.1.1 地理信息数据库 根据洪涝评估所需的地理信息,归纳整理成一定结构的数据库[1]。系统的数据兼容性好,不仅可利用其他软件生成的空间、属性数据,同时系统生成的数据也同样可被其他软件使用。 1.2.1.2 灾情实时监测数据库 灾情实时监测为DBASE数据格式数据,利用N OAA气象卫星数据转换的洪涝区域数据[2]。 1.2.2 系统功能规划 虽然ArcView具备地理信息的显示、查询和分析功能,但发生洪涝灾害后,对财产损失的评估属于一些特殊功能的组合,这样就必须利用A rcV iew提供的Avenue编程语言进行再开发。系统调用ArcView库函数开发了应用程序。程序提供了系统与用户之间的界面,可以根据用户使用菜单、对话框等形式给出指令完成上述功能。 2 系统数据库 2.1 地理信息数据库 地理信息数据库是地理信息系统的基础部分。一般来说,在GIS数据库中的数据为两类,即描述研究对象空间位置的空间数据以及反映研究对象特征的属性数据。 系统开发过程中选择在进行财产损失评估时所需要的地理信息建立数据库。各有关部门现状信息以数据专题层的形式进行存储,包括图形数据库和属性数据库。如表1。 表1 财产损失评估地理信息背景数据库 数据库类型空间数据形式包含的主要属性数据信息 居民区数据库面状名称、范围 水田数据库面状面积 旱田数据库面状面积 林地数据库面状面积 果树数据库面状面积 灌丛数据库面状面积 草地数据库面状面积 行政区划数据库面状面积、各市名称 2.2 实时监测灾害数据库 转换的图形数据与属性数据,在进行财产损失评估时用于叠加、显示。 3 系统损失评估功能的开发 在及时监测到洪涝灾害发生区域后,如果能快速、准确地统计出洪涝灾区的居民区、水田、旱田等淹没情况,对有关部门实施救灾决策具有重要意义。 在进行系统开发时,将财产损失评估分为全省范围内的财产损失评估和各市的财产损失评估。在调用此功能模块时,首先显示全省范围内的地理信息背景数据,包括显示辽宁省行政区划,居民区、水田、旱田分布等图层;其次调入洪涝灾害实时监测图层,并可根据所需评估的区域不同,在视窗内显示全省或者各市的数据图层,在此之后即可对有关区域进行财产损失评估。在进行财产损失评估时,通过对弹出式对话框的调用,对要评估的项目(居民区,水田、旱田、林地、灌丛、果树和草地等)进行选择后,即可对有关区域内所选择的各个项目受淹数据进行统计分析。 在进行受淹数据统计时,一个重要的内容就是进行各个项目受淹区域的比例系数计算。进行比例系数计算是由于发生洪涝灾害时,如果某一旱田或水田面积较大,那么落在洪涝区域内的并不是此块旱田或水田的全部,这时需要将落在洪涝区域内的面积与此块旱田或水田的全部面积的比值计算,以便精确洪涝区域内的受淹项目的面积。这一部分通过链接V isual C++编程语言实现[3]。 (下转第43页) 收稿日期:2003-12-03;修订日期:2004-03-18 果树抗旱技术措施 当果树遇高温和干旱时，叶的光合作用和根对肥料的吸收作用会显著降低，甚至叶片蜷缩，以致落叶落果。甚至造成枝条和根的生长以及果实的增大均被迫停止。持续高温干旱天气易使树势衰弱，既影响秋梢的生长，又影响花芽分化，导致大小年结果。为此，特提出以下抗旱救灾措施： 1、灌水防旱。充分利用山塘、水库、水渠、水井，实行人工或机械提水抗旱。充分发挥抽水机作用，于下午5时后至夜晚通宵抽水灌溉，水量足可以实行漫灌；若水源有限，可行沟灌，再由人工酌情由沟中取水浇灌树盘。 在无机灌条件的果园，应实行人工挑灌，视果树（主要是柑桔和梨）大小，在每株树的两侧树冠下挖水沟灌水一桶或一担；若是一、二年生幼树，每担水可浇灌2~4株。灌水后尽可能用稻草、杂草或废旧薄膜覆盖，或待灌后稍干爽时盖一层细土，有利保墒耐久。 2、覆盖保墒。在果树树冠下离主干1尺许的树盘范围内覆盖2~4寸厚（视材料多少而定）的稻草、山青等覆盖物，其上撒些碎土块，可防止土壤水分继续蒸发。旱期灌水后更应采取此法覆盖，有利保墒增产；若无灌水条件，在遇大雷雨后，就能发挥覆盖的实际效用；尤其是大雷阵雨后或正常大降雨后，应尽快利用农膜、旧编织袋全面覆盖树盘，可有效防止水分蒸发。 3、雨后中耕。若遇大雨，土壤水分充足情况下，应在雨后土爽时尽快全园中耕松土一次，以减少土壤水分自然蒸发散失掉，从而可延缓 旱情的继续发展。 4、刷白防日灼。温度过高，不仅叶片卷曲，而且树干也会受到日灼。为了防日灼，对于树干可刷石灰水，浓度为：5斤石灰+25斤水+0.2斤盐+0.2斤猪油或牛油。 对于阳面的叶片或果可喷石灰水，浓度为1~3%。 5、叶面喷抑蒸保湿剂，以减少蒸腾作用。常用的有旱地龙、乐万家和FA“绿野”又称抗旱剂1号等。 6、土壤施抗旱保水剂。开沟15厘米，在根际施用吸湿剂。常用的有科翰98高吸水树脂等，施后浇足水，然后覆土将沟填平，如遇雨天，效果最好，它会将吸足的水慢慢释放出来。 7、结合施壮果促梢肥，浇施腐熟有机肥。如施用沼液等。另外，用草木灰浸水后进行叶面喷施，效果很好。方法是：草木灰6斤+100斤水浸20~24小时，并经常搅拌，再过滤，用澄清水进行叶面喷施。 8、病虫防治。要结合叶面喷水和喷肥搞好生物农药喷施，减少病虫危害，提高树体抗性。 9、修剪。干旱特别严重的果园，对于常规的夏季修剪促秋梢，要尽量轻剪或不剪，以减少伤口，减少树体蒸腾。 10、苗圃抗旱管理。对于果树苗木，除采用以上措施防旱抗旱外，要采用遮阳网，以降低温度，保证果苗成活和生长。 激光遥感技术及其应用 王建宇 中国科学院上海技术物理研究所，200083 jywang@https://www.doczj.com/doc/8d10219319.html, 摘要： 自从1960年人类利用红宝石研制出第一台激光器以来，激光以其单色性、高亮度和良好的方向性的特点，广泛的运用于测距，测速，大气研究，海洋研究，军事等领域。由于通过激光技术既是一种主动遥感技术，还可以同时获得地球表明的空间特征和物理特性，具有被动光学遥感无法替代的作用。近年来，随着激光技术的水平不断发展，激光技术被越来越多地应用在空间遥感中。本文将介绍激光技术在空间卫星平台和航空机载平台中的主要应用和激光遥感技术的发展趋势。 遥感激光技术激光雷达 激光雷达(lidar)是一种主动式的现代光学遥感设备，是传统的无线电或微波雷达（radar）向光学频段的延伸。由于所用探测束波长的缩短和定向性的加强，使激光雷达具有很高的空间、时间分辨能力和很高的探测灵敏度等优点，被广泛地应用于对大气、海洋、陆地和其他目标的遥感探测中。 一、激光主动遥感关键技术进展 1）光源的进展 CO2 激光器是最早用于激光雷达的光源，输出功率大，转换效率高，连续输出功率为数十瓦至万瓦，脉冲输出功率为数千瓦至105瓦，电光效率15％－20％，为适应空基雷达的需要，目前CO2激光器向高可靠、小型化方向发展，进展可喜。英国DERA研究的空腔波导集成光学系统，美国弹道导弹防御组织(BMDO)的超小型锁模CO2激光雷达。 Nd:YAG（Nd:YLF）是目前雷达中使用最多的激光器，如果探测地物反射回波，激光器工作在1064nm或1053nm波长，如果探测地物荧光回波或用于水下探测，激光器工作532nm 或527nm波长,这些是激光三维扫描成像系统的常用光源。主要以二极管泵浦为发展主流。Nd:YAG（Nd:YLF）激光器泵浦KTP或KTA晶体的参量振荡器输出1.5μm激光也应用较多。 钛宝石激光器因具有波长调谐功能，在激光雷达中得到新的应用。 半导体激光器像GaAs, 因为它体积小，重量轻，效率高也很受重视。其缺点是光束质量较差，功率有待提高。 日本的专家提出采用掺铒光纤激光器波长1.5um－1.6um, 也是很有吸引力的。比如多个光纤激光器输出形成光束阵列（不必使用分束器就能实现推帚式扫描）。钕∶光纤激光器的工作波长1.06μm很受关注。 NASA的学者研究二极管泵浦的Ho,Tm:YLF波长2.0um激光器，这种光源对人眼更安全，大气散射更小，被称为“未来之光”。 2）探测器的进展 为适应光源的变革，除了经典的光电倍增管，探测器的研究也有新的进展。如果激光是1064nm(1047nm)或532nm(523nm)，探测器为Si ／APD，这是最成熟的器件；如果激光波长1.5 um -1.6um, 探测器选InGaAs / APD；如果激光波长2.0um, 探测器选InGaAsSb / APD。这些器件由单元器件，发展到线阵和面阵器件；工作模式由线性模式发展到Geiger 《设施葡萄病虫害绿色防控技术规范》 河南省地方标准编制说明 一、工作简况 (一)任务来源 2014年河南省经济作物推广站提出制定河南省地方标准《设施葡萄病虫害绿色防控技术规范》。2015年6月被河南省质量技术监督局列入《2015年度第二批河南省地方标准制修订计划》（豫质监标发〔2015〕122号），由济源科云绿色农业发展有限公司负责起草。 (二)起草单位 起草单位：济源科云绿色农业发展有限公司 (三)主要起草人 姓名性别职务/职称工作单位任务分工 李琳女硕士河南省济源白云实 业有限公司 规程统筹设计 冯振群男农艺师河南省济源白云实 业有限公司 生产环境条件 资料查阅 卢清男农艺师河南省济源白云实 业有限公司 农业防控技术 资料查阅 翟清云女硕士济源科云绿色农业 发展有限公司 综合查阅整理 实际调查总结 李高飞男硕士河南省济源白云实 业有限公司 设施内环境调 控资料查阅 李艳楠女硕士河南省济源白云实 业有限公司 物理防控技术 资料查阅 张波男农艺师济源市农业局生物防控技术措施设计 二、制定标准的必要性和意义 为了提高我省葡萄产业标准化水平，为葡萄病虫害防治提供标准技术支撑，促进葡萄产业健康协调可持续发展，需建立健全河南省绿色葡萄栽培和病虫害防治技术标准体系。 设施葡萄生产集约化程度高，管理精细，种植稠密，肥水充足又为病虫害的发生提供了良好的条件，加之其抗逆性和补偿功能差，致使病虫害种类繁多、混合发生且集中危害，防治不及时极易造成严重经济损失。 绿色葡萄生产顺应了广大民众的强烈诉求，是一种新的生产方式、新的消费观念和新的饮食文化。绿色防控技术是根据葡萄园生态系的特点，充分利用系统内的生物资源和自然资源，将生态、农业、物理、生物调控以及无公害农药等多种措施进行科学、系统的组装，并加以优化集成，尽可能减少外部物质与能量消耗，达到病虫害综合防治的目的，把葡萄病虫害控制在经济损失允许水平以下，使葡萄中的农药残留控制在国家和国际允许的范围内。符合农业可持续发展战略和国家关于建设两型社会的产业政策。 本项目制订的目的是根据葡萄上病虫害的发生规律，采用多项绿色防控措施进行集成应用，提高总体控制效果，最终确保葡萄生产安全、品质安全，从而减少农业污染，达到环境效益、质量安全、经济效益的统一兼顾。 三、主要起草过程 重大危险源在线监控系统 系 统 介 绍 南京安元科技有限公司 2011年12月 重大危险源在线监控系统介绍 目录 1.系统建设依据 (1) 2.系统建设定位 (2) 3.系统建设意义 (3) 4.系统功能介绍 (4) 5.部分案例业绩 (8) 1.系统建设依据 依据相关法律和规范及行业文件相关要求，企业必须建立重大危险源监控系统，对重大危险源进行动态监控，系统建设的主要工作依据概述如下：《安全生产法》：生产经营单位对重大危险源应当登记建档，进行定期检测、评估、监控，并制定应急预案，告知从业人员和相关人员在紧急情况下应当采取的应急措施。生产经营单位应当按照国家有关规定将本单位重大危险源及有关安全措施、应急措施报有关地方人民政府负责安全生产监督管理的部门和有关部门备案。 国务院《关于进一步加强安全生产工作的决定》（国发[2004]2号）：企业要保证安全生产的必要投入，积极采用安全性能可靠的新技术、新工艺、新设备和新材料，不断改善安全生产条件。 国务院令第344号《危险化学品安全管理条例》：危险化学品的生产、储存、使用单位，应当在生产、储存和使用场所设置通讯、报警装置，并保证在任何情况下处于正常适用状态。 国家安监总局《关于认真做好重大危险源监督管理工作的通知》(安监总协调字[2005]62号)：企业要保证重大危险源安全管理与监控所必需的资金投入，要建立健全本单位重大危险源安全管理规章制度，落实重大危险源安全管理和监控责任，制定重大危险源安全管理与监控的实施方案，要加强重大危险源的监控和有关设备、设施的安全管理。 国务院《关于全面加强应急管理工作的意见》(国务院24号)：要求各地“开展对各类突发公共事件风险隐患的普查和监控。各地区、各有关部门要组织力量认真开展风险隐患普查工作，全面掌握本行政区域、本行业和领域各类风险隐患情况，建立分级、分类管理制度，落实综合防范和处置措施，实行动态管理和监控。 国家安监总局《关于加强安全生产应急管理工作的意见》（安监总局〔2006〕196号）：要求建设各级具备风险分析、监测监控、预测预警、信息报告、数据查询等功能的应急系统。 贯彻和落实国务院“关于进一步加强企业安全生产工作的通知”（国发 主要经济作物抗旱救灾技术措施 一、果树抗旱救灾技术措施 当果树遇高温和干旱时，叶的光合作用和根对肥料的吸收作用会显著降低，甚至叶片蜷缩，以致落叶落果。甚至造成枝条和根的生长以及果实的增大均被迫停止。所以，持续高温干旱天气易使树势衰弱，既影响秋梢的生长，又影响花芽分化，导致大小年结果。为此，特提出以下抗旱救灾措施： 1、灌水抗旱。充分利用山塘、水库、水渠、水井，实行人工或机械提水抗旱。应尽快发挥抽水机作用，于下午5时后至夜晚通宵抽水灌溉，水量足可以实行漫灌；若水源有限，可实行沟灌，再人工酌情由沟中取水浇灌树盘。 在无机灌条件的果园，应实行人工挑灌，视果树（主要是柑桔和梨）大小，在每株树的两侧树冠下挖水沟灌水一桶或一担；若是一、二年生幼树，每担水可浇灌2-4株。灌水后尽可能用稻草、杂草或废旧薄膜覆盖，或待灌后稍干爽时盖一层细土，有利保墒耐久。 2、覆盖保墒。果园覆盖简单易行效果好，通常应在旱季到来前进行；现虽已进入旱季，仍可奏效。办法是在柑桔（其他果树不必用之）树冠下离主干1尺许的树盘范围内覆盖2-4寸厚（视材料多少而定）的稻草、山青等覆盖物，其上撒些碎土块，可防止土壤水分继续蒸发。旱期灌水后更应采取此法覆盖，有利保墒增产；若无灌水条件，在遇大雷雨后，就能发挥覆盖的实际效用；尤其是大雷阵雨后或正常大降雨后，应尽快利用农膜、旧编织袋全面覆盖树盘，可有效防止水分蒸发。 3、雨后中耕。若遇大雨，土壤水分充足情况下，应在雨后土爽时尽快全园中耕松土一次，以减少土壤水分自然蒸发散失掉，从而可延缓旱情的继续发展。 4、刷白防日灼。温度过高，不仅叶片卷曲，而且树干也会受到日灼。为了防日灼，对于树干可刷石灰水，浓度为：5斤石灰+25斤水+0.2斤盐+0.2斤猪油或牛油；对于阳面的叶片或果可喷石灰水，浓度为1-3%。 5、叶面喷抑蒸保湿剂，以减少蒸腾作用。常用的有旱地龙、乐万家和FA“绿野”又称抗旱剂1号等。 6、土壤施抗旱保水剂。开沟15厘米，在根际施用吸湿剂。常用的有科翰98高吸水树脂等，施后浇足水，然后覆土将沟填平，如遇雨天，效果最好，它会将吸足的水慢慢释放出来。 7、结合施壮果促梢肥，浇施腐熟有机肥。如桔饼水、沼液等。另外，用草木灰浸水后进行叶面喷施，效果很好。方法是：草木灰6斤+100斤水浸20-24小时，并经常搅拌，再过滤，用澄清水进行叶面喷施。 8、病虫防治。要结合叶面喷水和喷肥搞好生物农药喷施，减少病虫危害，提高树体抗性。 9、修剪。干旱特别严重的果园，对于常规的夏季修剪促秋梢，要尽量轻剪或不剪，以减 山洪灾害防治县级监测预警系统建设 技术要求 国家防汛抗旱总指挥部办公室 二○一○年八月 目录 1 山洪灾害普查 (1) 2 危险区的划定 (1) 3 预警指标的确定 (1) 4 监测系统 (1) 4.1站网布设 (1) 4.2监测信息流程 (3) 4.3监测站点管理 (3) 4.4监测站环境 (4) 4.5监测站设备 (5) 5县级监测预警平台 (11) 5.1平台硬件设备配置和机房及会商环境 (11) 5.1.1平台硬件设备配置 (11) 5.1.2 机房及会商环境 (13) 5.2县级平台系统及应用软件配置 (14) 5.2.1 系统总体技术原则 (14) 5.2.2 系统总体性能要求 (15) 5.2.3 平台支撑系统软件 (16) 5.2.4 数据库系统 (16) 5.2.5 应用系统功能要求 (17) 6预警系统 (24) 6.1预警方式要求 (24) 6.2主要预警设备技术要求 (25) 7 群测群防体系 (26) 7.1责任制内容要求 (26) 7.2预案内容要求 (26) 7.3宣传培训演练方式和内容要求 (26) 附件1：山洪灾害普查表（15张） 附件2：山洪灾害专题数据库表结构（16张） 1 山洪灾害普查 普查的内容包括：小流域自然和经济社会基本情况、人口分布情况、山洪灾害类型、历史山洪灾害损失情况、受山洪灾害威胁的人口及主要经济设施分布情况等。各省按照编制大纲的要求，参照附件1制定普查表。 2 危险区的划定 根据普查的结果，划定山洪灾害防治区内危险区、安全区。要求所受山洪灾害影响范围内，有人居住的区域均必须划定。有条件，可以划定不同等级的危险区域。并以自然村或小流域为单位，标绘在预案中的图件上。 3 预警指标的确定 根据历史降雨及山洪灾害情况，结合地形、地貌、植被、土壤类型等，确定每个小流域或乡村各级临界雨量和水位等预警指标，并在实际运用中修订完善。 预警指标一般分准备转移、立即转移两级指标。 4 监测系统 4.1站网布设 监测站网主要布设在流域面积为200km2以下易遭受山洪灾害的小流域。通过山洪灾害易发程度降雨分区和区域历史洪水、社会经济调查，在充分利用现有监测站点的基础上，布设监测站 《国家中长期科学和技术发展规划纲要》解读 2006年2月9日，国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，这个纲要立足国情，面向世界，以增强自主创新能力为主线，以建设创新型国家为奋斗目标，对我国未来15年科学和技术发展作出了全面规划和部署，是新时期指导我国科学和技术发展的纲领性文件。这不仅是科技界的大事，也是全国人民社会生活的大事。为了让全所科技人员能够更多地了解这个规划纲要的相关信息，特整理做专题解读。 问：纲要确定了那些发展目标？ 答：规划纲要共分为十个部分，分别是序言，指导方针、发展目标和总体部署，重点领域及其优先主题，重大专项，前沿技术，基础研究，科技体制改革与国家创新体系建设，若干重要政策和措施，科技投入与科技基础条件平台。 问：国家四大重大科研研究计划是什么？ 答：根据世界科学发展趋势和我国重大战略需求，选择能引领未来发展，对科学和技术发展有很强带动作用，可促进我国持续创新能力迅速提升，同时具有优秀创新团队的研究方向，重点部署四项重大科学研究计划。这些方向的突破，可以显著提升我国的国际竞争力，大力促进可持续发展，实现重点跨越。这四个重大科学研究计划是：蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究。 问：五大人才建设目标是什么？ 答：（1）加快培养造就一批具有世界前沿水平的高级专家 （2）充分发挥教育在创新人才培养中的重要作用 （3）支持企业培养和吸引科技人才 （4）加大吸引留学和海外高层次人才工作力度 （5）构建有利于创新人才成长的文化环境 问：规划纲要中确定的11个重点领域是什么？ 答：重点领域是指在国民经济、社会发展和国防安全中重点发展，为科技提供支撑的产业和行业。 1．能源 2．水和矿产资源 3．环境 4．农业 5．制造业 6．交通运输业 7．信息产业及现代服务业 8．人口与健康 9．城镇化与城市发展 10．公共安全 11．国防 问：规划纲要确定的68项有限主题如下： 答：优先主题是指在重点领域中急需发展、任务明确、技术基础较好，近期能够突破的技术群。 （1）工业节能 （2）煤的清洁高效开发利用、液化及多联产 （3）复杂地质油气资源勘探开发利用 （4）可再生能源低成本规模化开发利用 （5）超大规模输配电和电网安全保障 （6）水资源优化配置与综合开发利用 （7）综合节水 （8）海水淡化 （9）资源勘探增储 （10）矿产资源高效开发利用 （11）海洋资源高效开发利用 （12）综合资源区划 （13）综合治污与废弃物循环利用 （14）生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建 （15）海洋生态与环境保护 林业抗旱技术要点总结 为了切实加强在高温干旱情况下林业生产防灾的技术指导，确保千万亩森林增长工程建设成果，科学开展抗旱，特制定了林业抗旱技术要点，供各地在林业抗旱中参考运用。 一、主要技术措施 1.遮阴。对造林与圃地的育苗，可以搭盖遮阳物，减少阳光照射和土壤水分蒸发。 2.覆盖。用秸杆、杂草、碎石等物铺于树干周Χ，减少蒸腾作用。 3.修剪。新植树木，可以剪除部分枝条，减少树木水分散失。 4.浇水。有水源条件的地方，在早晨或傍晚浇水，浇水时尽量浇透浇匀，同时注意不要在中午前后浇水。 5.松土。沿树木四周中耕，一方面除去杂草（除去的杂草应覆盖在树干基部周Χ），另一方面切断土壤表层?细管，减少土壤水分蒸发。 6.施剂。使用抗旱剂或保水剂，用抗旱剂进行地上部分叶面喷雾，或直接将保水剂施入树穴土壤中，提高树木抗旱能力。 7.防害。干旱易导致树木生长减弱，病虫害Σ害严重，搞好病虫害防治，提高树木抗旱能力。 二、苗圃地及几种造林类型的抗旱管理 1、苗圃地名贵树木以及林苗两用林地抗旱管理 （1）对中心苗圃、育苗基地、定点采穗圃等进行浇灌，及时添置防晒设备或搭建搭盖遮阳物，减少阳光照射、土壤和苗木水分蒸发，有条件的苗圃要早晚各浇一次水； （2）旱季缺水期间禁用肥料，避免烧死苗木； （3）不具备灌溉条件的地方，要采取盖膜或对苗床进行保水处理等多种措施减轻旱情。剔除幼苗基部的萌条，抹去多余的萌芽，只保留顶芽。如顶芽叶片过多，要剪除1/3的叶片；对中、大苗木在进行除萌、抹芽的同时，还要加强田间管理，开展翻挖松土，切断土壤表层?细管，减少土壤水分蒸发。 2、新造林地抗旱管理 （1）修剪枝条：轻度受旱的幼苗、幼树，可及时剪除芽叶焦灼、叶部萎蔫但δ受害的枝条，以及受旱致死已丧失发芽能力的枝条，减少水分散失，避免旱情加重。 （2）平茬：对于地上部分旱害严重，但是树干基部及根系仍然良好，且萌蘖能力强的树种，可采取平茬措施。平茬高度一般控制在距地表面10厘米左右。 （3）培土：对于因栽植深度不够造成根系吸收空间不足造成旱害的，以及旱情严重的阔叶树种，可在幼苗幼树周Χ采取培土措施。 （4）松土除草：对于土壤比较粘重而杂草灌木比较多的新造林地和幼林地，可通过在树干周Χ松土除草，以减少土壤水分的损失；沙质土壤且杂草灌木比较少的新造林地和幼林地，可不进行松土除草。 （5）覆盖：可根据实际情况分别采用多种材料覆盖地表，覆盖范Χ为幼苗幼树周Χ3 0-50厘米。一是覆土，厚度5厘米以上；二是就地取材，把松土除草清理下的灌草铺于幼 光学遥感常用基础知识 1. 遥感与摄影测量概述 遥感Remote Sensing 遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 遥感的分类 （1）按遥感平台分 地面遥感：传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等。 航空遥感：传感器设置于航空器上，主要是飞机、气球等。 航天遥感：传感器设置于环地球的航天器上，如人造地球卫星、航天飞机、空间站、火箭等。光学和雷达都属于航天遥感范畴。 航宇遥感：传感器设置于星际飞船上，指对地月系统外的目标的探测。 （2）按传感器的探测波段分 紫外遥感：探测波段在0.05~0.38μm之间。 可见光遥感：探测波段在0.38~0.76μm之间。因受太阳光照条件的极大限制，加之红外摄影和多波段遥感的相继出现，可见光遥感已把工作波段外延至近红外区（约0. 9μm）。在成像方式上也从单一的摄影成像发展为包括黑白摄影、红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影及多波段摄影和多波段扫描，其探测能力得到极大提高。因此我们常见的光学遥感属于可见光遥感范畴。 红外遥感：探测波段在0.76~1000μm之间。 微波遥感：探测波段在1mm~10m之间。雷达属于微波遥感范畴。 多波段遥感：指探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分为若干窄波段来探测目标。 （3）按传感器类型分 主动遥感：主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。我们常用的雷达属于主动遥感范畴。 被动遥感：被动遥感的传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。我们常用的光学属于被动遥感范畴。 （4）按记录方式分 成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像。 非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像。 （5）按应用领域分 可分为环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等等。 遥感平台Platform 搭载传感器的工具。 农作物病虫害绿色防控技术 乐东县农作物病虫害绿色防控技术 海南省乐东黎族自治县是我国重要的南繁育种基地之一，同时也是“中国果菜无公害十强县”“中国香蕉之乡”和国家现代农业示范区。全县年种植水稻40万亩，蔬菜30万亩，香蕉12万亩，橡胶16万亩，芒果9万亩，玉米5万亩，龙眼2万亩，荔枝1万亩，还有槟榔、番薯和花生等作物，是海南省的农业的生产大县。随着农业产业结构的调整，农作物病虫害种类增多，发生危害严重，一些次要害虫上升为主要害虫。为把病虫害危害造成的损失降到最低限度，提升我县农产品质量安全水平，积极推进农作物病虫害绿色防控技术的推广应用，贯彻“公共植保”、“绿色植保”理念，有效控制农作物病虫的危害，促进农业增效、农民增收。现根据历年来的生产实践经验，总结出绿色防控技术，提供与农业界同行进行农业技术交流，以相互切磋学习，共同提高绿色防控技术水平，为农作物增产增收保驾护航。 1、农业防治技术 1.1选用抗病、虫品种，合理布局。 1.2栽培管理。精耕细作，适时抢墒播种或覆膜，促进早出苗、出壮苗。加强水肥管理，施足腐熟的有机肥，增施磷钾肥，提高植株抗病力。采取微灌、滴灌并注意田间排水，降低湿度，减轻病害发 1.3清洁田园。及时清除病残体，减少病菌侵染源；秋耕深翻，降低越冬虫源；结合中耕除草，及时清除田间、地埂等杂草，减少虫卵。 2、生态控制技术 大力开展植树种草，绿化荒山荒坡，增加植被覆盖度，减少宜于蝗虫等害虫栖息、繁殖的生境。结合农业综合开发和农田建设，将分散的小块耕地连结成大面积农田或退耕还林还草，最大限度地减少田埂、夹荒、地边、地角等适宜蝗虫、草地螟产卵场所。在准确预报的基础上，结合当地优势产业的发展，因地、因时制宜，种植宜发害虫非喜食的作物，如木薯、小杂粮等，以避害或减轻危害。推广采用覆膜起垄或搭架栽培，提高垄间通风透光，采用微灌、膜下滴灌，避免大水漫灌，注意雨后及时排涝，降低田间湿度，保护地并加强通风、透光、降湿，以减轻病害的发生。 3、物理防治技术 3.1黄色粘虫板诱杀 主要利用害虫的趋黄性，在温室大棚内设置黄色粘虫板，诱杀成虫。可用于防治蚜虫、粉虱、斑潜蝇等。作物定植后在温室大棚内选用0.25m×0.2m或0.4m×0.25m的黄色粘虫板悬挂在蔬菜大棚的行间、株间，高出植株顶部，随植株生长的高度及时调整黄板的高度，每亩地挂黄板20-30块。当板上粘满虫子时及时清除或更换。设置黄板以预防为主，主要在害虫发生初期使用。 3.2频振式杀虫灯诱杀 频振式杀虫灯主要利用害虫的趋光特性引诱害虫，并通过高压电网将害虫击晕后落入接虫袋，然后用人工方法或生物防治或化学药剂处理等方法，将害虫消灭，从而达到防治害虫的目的。可在玉米、蔬 方案简介 城市内涝监测预警系统是利用传感器技术、信号传输技术，以及网络技术和软件技术从宏观、微观相结合的全方位角度，来监测影响道路积水通行安全的各种关键技术指标；记录历史数据和现有的数据，分析未来的走势，以便辅助政府决策，提升安全管理保障水平，有效防范和遏制重特大事故发生，保障人民群众的生命与财产安全。系统依托智能的软件系统，建立分析预警模型，监控中心通过数据研判，生成内涝积水预警，通过LED显示屏与短消息平台相结合的方式，提前发布警告信息，尽快启动相应预案。 系统组成 城市内涝监测预警系统由智能传感器、数据采集传输装置、机房信号接收及处理装置、监测机房及计算机管理系统、无线传输装置、调度指挥中心五部分组成。 其中调度指挥中心平台主要接收无线信号数据，实时通过软件管理 平台展示相关信息及管理预警信息，相关处理结果将自动存储备份。 调度中心机房都是按照国家相关规范而建设的，主要配置大屏电视、 监测终端、服务器群、软件管理平台及辅助设备。 城市内涝监测预警系统已建立开放的数据接口，通过专线网络或宽 带允许的情况下走公用互联网，根据政府监管部门需求，适时查看或 远程支持专家在线功能。 平台架构 平台层的主要功能包括在线监测、数据分析、排涝管理、预报预警系 统管理五大部分。 ●在线监测：以GIS地理信息系统、模拟数据图在线视频等多种方式，全方位体现低洼区域积水的实际运行参数情况，保证监测信息全面、 及时、准确。 ●数据分析：针对排涝运行中的各项指标集中分析，提供历史数据查询及多个安全指标数据对比的功能。 ●排涝管理：对排涝及其相应的预案信息、基础资料、周边环境、数据报表等进行集中管理，使排涝管理更加信息化、自动化。 ●预报预警：实时分析和解读各监测数据，做出单项或多项对比报警功能，对出现的预报预警情况，进行在低洼区LED提示屏，并在预报预警的处理过程中建立消除机制，保证预报预警得到及时的处理。 ●系统管理：为信息发布平台提供了良好管理支持，使信息发布平台更加灵活、更易扩展。 方案特点 ●采用激光水位计进行水位监测，测量精度高，抗干扰能力强。 ●低功耗，采用蓄电池+太阳能电池供电方式，不受现场电源供电限制。 ●采用无线传输方式，突破地域限制，适应性强。 ●水位涨落趋势预测，危险等级的评估。 ●历史数据长久保存，便于数据的深层次挖掘。 ●支持手机用户随时随地查看当前状态。 ●支持室外屏、短信平台、微信等多种途径发布信息，受众广泛。 ●系统平台采用模块化开发设计，便于平台功能扩展增强。 技术案例(完整word版)地质灾害监测预警系统
心得体会：遥感技术在防汛抗旱中的应用
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农作物病虫害绿色防控技术应用有哪些
关于下发《国家中长期科学和技术发展规划纲要》
基于GIS的洪涝灾害遥感评估系统_冯锐
果树抗旱技术措施
激光遥感技术及其应用
《设施葡萄病虫害绿色防控技术规范》
重大危险源实时监测预警系统介绍
主要经济作物抗旱救灾技术措施
山洪灾害防治县级监测预警系统建设技术要求
国家中长期科学和技术发展规划纲要解读
林业抗旱技术要点总结
光学遥感常用基础知识_V1.0_20110314
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