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遥感技术在生态环境监测中的应用研究
时资料和历史资料，实现了对四川省大面积夏旱的动态监测。此外，研究工作者还发现，
NOAA/AVHRR 的 CH 4 和 CH 5 的晴空白昼热力数据可用于监测干旱，同时也有人成功地尝
试应用 TM 的热红外数据并结合地面实测数据反演土壤水分。
热红外法需要资料少，简单易行，在缺乏昼夜温差数据时可以用白天下垫面温度反演
土壤水分。但是，地表温度是土壤热特性、土地覆盖、蒸发以及气候因子（空气温度、太
阳辐射，风等）的函数，土壤温度受到土壤水分、质地、地形、风速等多种因素的影响，
而且热红外法仅仅考虑某一时刻土壤水分对土壤温度的影响，故其反演精度不够理想。
2. 温度植被指数法
热红外遥感最重要的应用领域之一是反演地表温度（Land.surface.temperature，
LST）。地表温度是控制地球表面大多数物理、化学和生物过程的参数之一。对裸土来说，
它是指土壤表面温度；对完全植被覆盖的地表而言，可认为是植物冠层的表面温度。植
物冠层温度升高是植物受到水分胁迫和发生干旱的初始指示器，这一变化甚至在植物为
绿色时就可能发生。这是因为，植物叶片气孔的关闭可降低因低，地表感热通量增加；
而感热通量增加又可导致植物冠层温度升高。基于此机理，地表温度便可用于土壤干旱
程度的监测。
在属于温度植被指数法范畴的众多监测方法中，最常使用的是作物缺水指数法
（CWSI）。CWSI 由 Idso 等根据热量平衡原理提出。同时 Jackson 与 Idso 还基于冠层能量
平衡理论对 Idso 的公式进行了推导并给出了理论形式，被分别称为 CWSI 的经验公式和理
论公式。CWSI 定义为：CWSI=1-ET/ET，（ET 为实际蒸散，ET，潜在蒸散）。
CWSI 依据植物冠层表面温度与周围气温的测量差值以及太阳净辐射的估算值进行计
算，实质上它反映的是植物蒸腾与最大可能蒸腾的比值。在较均一的环境条件下，可以把
CWSI 与平均日蒸发量联系大量的研究表明，CWSI 能够指示作物根系层的水分状况。但研
究区范围很大时，CWSI经验模式不很理想；理论模式则能很好地反映作物的水分胁迫特征，
但其计算比较复杂，实际应用时需要进行改进。针对这些问题，进一步的研究发现，应用
CWSI 的适宜时间是 12：00-16：00，而且在作物各个生育阶段内需要采用相应的下基线
来计算 CWSI 值；进行大范围监测时，需对气象数据进行插值处理，这可显著提高监测精度。
此外，许多学者还对 CWSI 模型进行了简化，简化后的模型涉及因子减少，计算量明显降低，
更接近于实际应用。
针对 CWSI 仅适合于植被覆盖度较高地区的弊端，隋洪智等人提出了农田蒸散的双层
模型，在模型中将地表覆盖区分为植被层和土壤层，并引入植被覆盖率变量，从而可实现
对部分植被覆盖地区旱情的监测。齐述华等人则直接引用了水分亏缺指数（WDI），研究
认为，该指数既适用于裸地条件，又能有效地应用于完全植被或部分植被覆盖条件下的干
旱监测。
总之，CWSI 法以能量平衡为基础，物理意义明确，适用性广，适于各种植被覆盖情况，
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