本書共7章,內(nèi)容包括:緒論、水資源立體監(jiān)測優(yōu)化布局、水資源立體監(jiān)測多傳感器動態(tài)組網(wǎng)、面向干旱過程的多傳感器組網(wǎng)觀測、多源衛(wèi)星組網(wǎng)的土壤水分干旱監(jiān)測、基于監(jiān)測組網(wǎng)的干旱災(zāi)害評估等。
干旱是指某一地區(qū)長期無降水或降水量顯著偏少,導(dǎo)致空氣和土壤中的水分虧缺的現(xiàn)象,干旱的形成和發(fā)展由水分供給和需求兩方面共同決定。干早由于其發(fā)生的原因和機理不同,可以分為氣象千早、農(nóng)業(yè)干千早、水文干早和社會濟干早。氣象千旱通常是由于降水異常減少而發(fā)生的,長時間的氣象干旱導(dǎo)致土壤水分減少,再加上對降水不足的響應(yīng)滯后,從而引發(fā)農(nóng)業(yè)千旱而導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。水文干旱指的是小流量和水庫水位低于正常況,其對氣象條件的響應(yīng)滯后時間更長,主要表現(xiàn)為水體水位和流量下降,并且水文干旱的發(fā)生時間在氣象干旱和農(nóng)業(yè)千旱之后。社會濟干旱是由于上述三種干旱引起的缺水,因無法滿足社會健康運轉(zhuǎn)所需的用水量,對人類正常的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了影響,并且造成了一定的濟損失。因此,干旱對農(nóng)業(yè)、濟和環(huán)境等都會產(chǎn)生深遠的影響,造成重大損失和破壞。
特殊的地理位置和季風(fēng)氣候條件決定了我國是一個干旱災(zāi)害頻發(fā)的國家來,在受災(zāi)范圍、持續(xù)時間、發(fā)生頻次及災(zāi)害程度方面都呈現(xiàn)不斷增加的態(tài)勢。以長江流域為例,在全球氣候變化和人類活動影響加劇的背景下,近幾十年來,流域干旱事件發(fā)生的頻率和強度均有所增加,1979--12年間,長江流域發(fā)生了29次干旱事件來,長江流域出現(xiàn)了06年夏季、11年冬春、13年夏季、19年秋季等多次嚴(yán)重的干旱事件;22年夏季,長江流域出現(xiàn)了100年一遇軍見的枯水現(xiàn)象,發(fā)生了自1961年有完整記錄以來嚴(yán)重的氣象水文干旱,長江“雙腎”日漸干涸,都陽湖9月水域面積較大面積縮小了九成以上,洞庭湖11月7日水域面積僅為正常況的1/7。頻繁發(fā)生的干旱已成為影響自然環(huán)境和濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素,對國家糧食、社會濟發(fā)展、人民的生活生產(chǎn)造成極大的威脅。
因此,對干早的監(jiān)測成為天氣、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市氣象和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域研究的核心目標(biāo)之一來,隨著對地觀測技術(shù)的不斷發(fā)展,干旱監(jiān)測已從一地面監(jiān)測發(fā)展為空天地一體化千旱監(jiān)測網(wǎng)。根據(jù)UCS(Union of ConcernedScientists)數(shù)據(jù)庫上的信息顯示,截至22年1月1日,地球在軌運行的人造數(shù)量共計4852顆,其中能觀測地表土壤水分的傳感器種類就有近種。另外,全球還有不斷涌現(xiàn)的機載對地觀測平臺,如、熱氣球和飛艇等。面對海量的和地面觀測資源,構(gòu)建的協(xié)同監(jiān)測體系以滿足干旱監(jiān)測對時效性、性和時空覆蓋的復(fù)雜要求,已成為全國各級政府部門抗旱減災(zāi)管理工作的重要技術(shù)手段。
作者團隊近十幾年來致力于從事干旱遙感監(jiān)測預(yù)警、災(zāi)遙感評估的相關(guān)研究及業(yè)務(wù)工作,獲得了多項自然科學(xué)、國家科技支撐計劃、水利科技推廣專項、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費等的支持,同時結(jié)合團隊所在單位的工作范圍,將研究成果應(yīng)用于整個長江流域干旱事件管理工作,形成業(yè)務(wù)化模塊。過多年的積累和沉淀,撰寫了《基于遙感的水資源監(jiān)測組網(wǎng)與干旱評估技術(shù)研究》一書。該書旨在以提高國家水資源監(jiān)控能力體目標(biāo),研究水資源監(jiān)測布局優(yōu)化模型,支撐水資源立體監(jiān)測體系布局方案設(shè)計及地面站點的布局優(yōu)化,從宏觀監(jiān)測和微觀監(jiān)測相融合、空間監(jiān)測和地面監(jiān)測相融合的角度出發(fā),研究水資源遙感監(jiān)測網(wǎng)和地而監(jiān)測站網(wǎng)相融合的方法,構(gòu)建智能化、自適應(yīng)的土壤水分立體監(jiān)測組網(wǎng)模型,實現(xiàn)基于動態(tài)監(jiān)測組網(wǎng)的長江流城干旱災(zāi)害評估,為制定科學(xué)的旱防范和抗旱預(yù)案、開展有效的抗旱減災(zāi)工作提供服務(wù)。
全書既有理論方法介紹,也有實際案例分析,可直接用于指導(dǎo)水資源監(jiān)測與千旱評估工作。我相信該書的出版將有助于遙感技術(shù)在自然災(zāi)害領(lǐng)域及流域管理領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
第1章緒論
1.1背景和意義
1.2國內(nèi)外研展
1.2.1水資源立體監(jiān)測
1.2.2監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化布局
1.2.3多傳感器協(xié)同觀測
1.2.4干旱災(zāi)害監(jiān)測
1.2.5千旱災(zāi)害評估
1.體思路
1.3.1研究內(nèi)容
1.3.2技術(shù)路線
1.4組織結(jié)構(gòu)
第2章水資源立體監(jiān)測優(yōu)化布局
2.1空間轉(zhuǎn)換方法
2.2基于時序高光譜遙感的水資源監(jiān)測點優(yōu)化布局
2.2.1研究數(shù)據(jù)
2.2.2研究方法
2.2.3算例分析
第3章水資源立體監(jiān)測多傳感器動態(tài)組網(wǎng)
3.1基于模糊多屬性決策的傳感器觀測能力度量方法
3.1.1傳感器觀測性能指標(biāo)評價體系
3.1.2模糊多屬性決策的多傳感器觀測性能優(yōu)化評價方法
3.1.3算例分析
3.2基于模糊C一貪婪搜索的多傳感器協(xié)同組測模型
3.2.1任務(wù)需求原型分析
3.2.2基于模糊聚類的多傳感器觀測性能評價
3.2.3算例分析
3.3水資源多傳感器立體協(xié)同監(jiān)測模型
3.3.1多平臺多傳感器立體協(xié)同監(jiān)測模型
3.3.2多傳感器立體監(jiān)測協(xié)同求解
3.3.3定向貪婪搜索模型求解
第4章面向干旱過程的多傳感器組網(wǎng)觀測
4.1 千旱理論分析
4.1.1千旱分類及成災(zāi)分析
4.1.2干旱發(fā)展全過程分析
4.2干旱觀測方法
4.2.1干旱觀測機理
4.2.2干旱觀測模型
4.3面向干旱過程的多傳感器觀測能力度量
4.3.1多傳感器選取
4.3.2多傳感器干旱觀測能力度量
4.4千旱驅(qū)動的多傳感器動態(tài)組網(wǎng)觀測模型
4.4.1面向干旱的多傳感器組網(wǎng)觀測模型框架
4.4.2干旱發(fā)展各階段的轉(zhuǎn)化闕值
……
6.1.4干旱遙感監(jiān)測季節(jié)變化分析
6.2長江流域典型農(nóng)業(yè)區(qū)干旱影響評估
6.2.1面向干旱過程的多傳感器協(xié)作災(zāi)損評估模型
6.2.2典型農(nóng)作物干旱影響評估
第7章結(jié)語與展望
7.1結(jié)語
7.2展望