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【蝗蟲監(jiān)測】“珠海一號”遙感衛(wèi)星監(jiān)測巴基斯坦蝗災(zāi)區(qū)域

發(fā)布日期:2020-03-13瀏覽次數(shù):

2020年,非洲沙漠蝗蟲由紅海遷徙入侵巴基斯坦,對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)造成毀滅性的傷害,其中俾路支省是受蝗災(zāi)影響最嚴(yán)重的地方之一。

目前,巴基斯坦正遭遇27年來最嚴(yán)重的蝗災(zāi),1月31日,巴基斯坦政府宣布全國進(jìn)入緊急狀態(tài),蝗蟲卵將在3月下旬逐步孵化,新的蝗蟲群可能在3月底前在俾路支省地區(qū)形成。

監(jiān)測內(nèi)容
俾路支省,位于巴基斯坦西南部,該省北靠阿富汗,西鄰伊朗,南瀕阿拉伯海,是東亞通往西亞的必經(jīng)之路,面積34萬平方公里,是巴基斯坦面積最大的省。



由于山區(qū)地形和水資源的匱乏,人口密度非常低,奎達(dá)(該省首府)以南地區(qū)是沙漠地形,稀疏的小城鎮(zhèn)大多位于河流和溪澗附近。俾路支省屬亞熱帶氣候,主要農(nóng)作物有小麥、大米、玉米和棉花等,農(nóng)業(yè)在俾路支省經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占舉足輕重的地位,GDP約30%來自農(nóng)業(yè)。

歐比特公司采用多時相的“珠海一號”高光譜衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)(2020年1月初和2月底衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù))對巴基斯坦俾路支省東北區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測,通過長時間序列的衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析農(nóng)田植被的變化情況,判斷發(fā)生蝗災(zāi)的農(nóng)田范圍和受災(zāi)程度。

監(jiān)測結(jié)果和分析
多時序NDVI變化分析













圖1  多時序NDVI動圖變化圖

從2010年1月到2月底的NDVI動態(tài)專題圖變化情況來看,很直觀的看到整個研究區(qū)農(nóng)作物NDVI值從1月初到1月14日呈現(xiàn)逐漸增長趨勢,在1月24日驟然停止增長,但從1月29號再次恢復(fù)增長并持續(xù)到2月18日,在2月28日時整個研究區(qū)的農(nóng)作物NDVI值整體大幅減小。分別統(tǒng)計(jì)了2020年2月28日、2月18日和1月24日的不同NDVI值范圍內(nèi)的像元個數(shù)和占比情況,具體如表1所示:


表1  2020年2月28日、2月18日和1月24日NDVI統(tǒng)計(jì)表


圖2  2月28日、2月18日和1月24日植被區(qū)占比柱狀圖

(1)從表1中可以看出大部分像元NDVI值在0-0.2之間,且2月18日NDVI值在0-0.2之間的像元占比最少只有82%左右,其次是1月24日號占比為87.9%,最多的是2月28日占比超過95.6%。

(2)NDVI值大于0.2的像元數(shù)2月18日占比最多超過16%,其次是1月24號為10.9%,最少的是2月28日占比為3.3%。

(3)結(jié)合表1和圖2分析得到,2月28日像元NDVI最大值沒有超過0.7,且僅有0.002296的像元NDVI值大于0.6,而2月18日像元值最大超過0.9,其中超過0.6的像元個數(shù)有1756958個,占比1.5%左右。1月24日像元值也達(dá)到0.9,其中超過0.6的像元個數(shù)有764003個,占比0.67%。

結(jié)合巴基斯坦俾路支省的氣候條件和農(nóng)作物種植情況分析認(rèn)為1月24日可能是由于下雪低溫天氣影響導(dǎo)致衛(wèi)星影像監(jiān)測的NDVI植被指數(shù)值偏低,而2月28日整體NDVI值大幅度減小的原因最有可能是農(nóng)作物遭受到蝗蟲的啃食。

2月18日和2月28日NDVI差值專題圖

圖3  2020年2月18日、2月28日NDVI差值分布圖

從多時序NDVI變化圖中發(fā)現(xiàn)2月28日相對于2月18日NDVI值整體大幅度減小,因此計(jì)算了2月18日與2月28日NDVI變化的差值分布圖并用耕地圖進(jìn)行裁剪得到耕地區(qū)域的NDVI變化情況,如圖3所示。

為了定量分析蝗災(zāi)受災(zāi)程度,按不同梯度的NDVI值分別進(jìn)行分級統(tǒng)計(jì)分析,具體如表2所示。


表2  2月18日、2月28日NDVI差值統(tǒng)計(jì)表

圖4  2月18日、2月28日NDVI差值占比圖

從表2和圖4中可以看出:超過97%農(nóng)田植被區(qū)NDVI值變化減少大于0.3,其中像元NDVI值減少在0.3-0.4之間的像元數(shù)占比50%左右,其次像元NDVI值減少在0.4-0.5之間的像元數(shù)占比27.4%,像元NDVI值減少超過0.7的像元數(shù)占比12.8%。

植被指數(shù)NDVI是遙感監(jiān)測地面植被生長應(yīng)用最廣泛的一個指數(shù),值越大,表明植被生長越茂盛。從2月18日、2月28日兩期影像的監(jiān)測結(jié)果與當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)情綜合分析,10天之間NDVI指數(shù)大幅減少可判定為蝗蟲的啃食導(dǎo)致地面農(nóng)田中植被驟減,且NDVI值減少越大,農(nóng)作物受損失越重。

總結(jié)
經(jīng)過多時序農(nóng)作物NDVI變化分析初步判斷2月28日該地區(qū)遭受蝗蟲災(zāi)害,具體分析2月18日和2月28日農(nóng)田植被NDVI差值,判斷影像范圍內(nèi)97%以上農(nóng)田遭受蝗蟲災(zāi)害。

歐比特支援巴基斯坦“抗擊蝗蟲”
近日,中華思源工程扶貧基金會聯(lián)合歐比特公司無償向巴基斯坦提供高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)配合巴基斯坦抗擊蟲害。

歐比特將按巴方提供的蟲害嚴(yán)重地區(qū)的位置通過“珠海一號”高光譜衛(wèi)星拍攝影像數(shù)據(jù),利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)來輔助評估和預(yù)測蝗害的準(zhǔn)確情況,助力巴方抗擊蝗害的工作。

未來歐比特還將進(jìn)一步與巴方加強(qiáng)合作,提供農(nóng)業(yè)、水利、環(huán)境、智慧城市等方面監(jiān)測服務(wù),為巴方提供有力的技術(shù)支撐。

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