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干旱是我国主要的自然灾害之一,具有发生频率高、持续时间长、波及范围广的特点,对我国农业生产、能源需求、生态环境保护和经济建设的影响日趋增加。目前关于干旱灾害方面的研究虽然取得了很大进展,但如何有效地监测旱情的动态变化并进行准确预测,仍然是众多学者共同关心的研究课题。
本研究根据干旱预测的技术路线,以干旱预测系统的总体设计为框架,在已有的AVHRR遥感数据处理模块的基础上,针对干旱预测模块、系统主界面以及干旱监测数据处理模块中的标准化降水指数(SPI)计算功能进行设计和实现。对干旱预测模块来说,根据加权马尔可夫模型、灰色预测以及基于条件植被温度指数(VTCI)的ARIMA预测的相关理论,一方面结合该模块和已有的AVHRR遥感数据处理相关功能中所涉及到的数据,对数据结构和访问接口进行设计;另一方面根据模块功能的要求,在相关算法设计的基础上,按照面向对象程序设计的思想进行类的设计和实现。
按照所选干旱预测模型的相关理论和面向对象程序设计的思想,实现了干旱预测模块。该模块不仅能够方便和高效地访问数据,而且通过加权马尔可夫模型、基于GM(1,1)模型的灰色预测和基于VTCI的ARIMA模型的相关功能,能够进行点上和面上的干旱预测。以陕西关中平原和渭北旱塬的降水量数据和AVHRR多时段卫星遥感数据,对该模块进行了应用,结果表明该模块在功能上能较好地满足干旱预测应用的要求,达到了预期系统开发的目标。