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【蝗虫监测】“珠海一号”遥感卫星监测非洲之角蝗灾区域

发布日期:2020-03-23浏览次数:

日前,联合国粮农组织(FAO)发布报告显示,一场大范围的蝗虫灾害席卷了从西非到东非、从西亚至南亚20多个国家,受灾面积总计1600多万平方公里。

2020年初,在坦桑尼亚和索马里发现了大量蝗群,并迅速蔓延至肯尼亚、乌干达和苏丹等国,据坦桑尼亚的农业部统计,约有6.5万公顷作物受蝗灾影响。

联合国粮农组织(FAO)表示,非洲之角是此次蝗灾的重灾区,其中索马里遭遇25年来最严重蝗灾,而肯尼亚正经历70年来最严重蝗灾。目前大部分蝗虫已进入交配产卵期,虽对当前作物危害不大,但在3月和4月下一代孵化后,会形成新的蝗虫群,造成第二波蝗灾,对秋季(雨季)作物威胁巨大。 

遥感监测范围
非洲之角位于非洲东北部,是东非一个半岛,在亚丁湾南岸,向东伸入阿拉伯海数百千米。作为一个更大的地区概念,非洲之角包括了吉布提、坦桑尼亚、肯尼亚和索马里等国家。

本期监测选择了非洲之角受灾严重的索马里、肯尼亚和坦桑尼亚三个国家的卫星影像进行动态监测分析蝗灾的变化情况。如图1是索马里、肯尼亚和坦桑尼亚土地覆盖类型分布图。

图1 非洲之角索马里、肯尼亚和坦桑尼亚土地覆盖类型分布图
监测结果与分析
多时序NDVI变化分析















图2 非洲之角多时序NDVI动图变化图

从2020年1月初到3月初的NDVI动态专题图变化情况来看,很直观的看到整个研究区农作物NDVI是动态发生变化的。其中肯尼亚和坦桑尼亚1月25日NDVI值大幅降低,随后整体NDVI值增长,2月10日时索马里、肯尼亚和坦桑尼亚NDVI值大幅降低。分别以前一景影像植被区为掩膜计算前一景影像与后一景影像NDVI的差值并进行统计,结果如表1所示:

表1  2020年1月1日到3月6日 NDVI差值统计表


图3  2020年1月到3月NDVI差值占比统计图

(1)从表1和图3中可以看出80%以上像元NDVI差值小于0,以上其次是0-0.3和0.6至0.9范围之间,NDVI差值越大说明蝗灾灾情越严重。

(2)NDVI差值范围大于0和大于0.6占比最多的是在2月2日与2月10日两景影像的差值,说明2月10日是1月到3月6日之间蝗虫灾害最严重的一天。

(3)结合图1和图3分析得到,1月25日肯尼亚和坦桑尼亚,NDVI值大幅减少,1月17日和1月25日的NDVI值差值大于0.6的像元数有437325个。

通过对2020年1月1日至3月6日的多时相卫星遥感影像进行分析,得出:2020年以来索马里、肯尼亚和坦桑尼亚都出现不同程度的蝗灾,其中在2月10日左右蝗灾灾情最为严重,而1月25号在肯尼亚和坦桑尼亚蝗灾影响也较严重。

NDVI差值专题图 

图4  2020年2月2日、2月10日NDVI差值分布图

从图2的多时序NDVI变化图中发现,2月10日相对于2月2日NDVI值整体大幅度减小,因此计算了2月10日与2月2日NDVI变化的差值分布图,并用2月2日植被区作为掩膜,如图4所示为NDVI差值分布图。

为了定量分析蝗灾受灾程度,按不同梯度的NDVI值分别进行分级统计分析,具体如表2所示。

表2  2月2日、10日NDVI差值统计表

图5  2月2日、10日NDVI差值占比图

从表2和图5中可以看出:超过25%农田草原植被区NDVI值变化减少大于0,其中像元NDVI值减少在0-0.3之间的像元数占比为14%左右,其次像元NDVI值减少在0.3-0.6之间的像元数占比11%,像元NDVI值减少超过1的像元数占比2%。

2月2日和2月10日的植被NDVI差值范围大于0说明植被生长受到胁迫,差值越大表明植被生长胁迫越严重。从2月2日、2月10日两期影像的监测结果与当地的农情综合分析,8天之间NDVI指数大幅减少可判定为蝗虫的啃食导致地面农田中植被骤减,且NDVI值减少越大,农作物受损失越重。

监测总结
经过多时序农作物NDVI变化分析初步判断1月15号肯尼亚和坦桑尼亚发生过蝗灾,且2月10号索马里、肯尼亚和坦桑尼亚遭受蝗虫灾害。进一步分析2月2日和2月10日农田植被NDVI差值,判断研究区影像范围内25%以上农作物/草原植被遭受蝗虫灾害。

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