王鹏新　冯明悦　孙辉涛　李　俐　张树誉　景毅刚

(1.中国农业大学信息与电气工程学院， 北京 100083； 2.陕西省气象局， 西安 710014)



基于主成分分析和Copula函数的干旱影响评估研究

王鹏新1冯明悦1孙辉涛1李俐1张树誉2景毅刚2

(1.中国农业大学信息与电气工程学院， 北京 100083； 2.陕西省气象局， 西安 710014)

干旱是关中平原主要的农业灾害之一，准确地评估干旱的影响，对抗旱减灾及作物稳产具有重要意义。基于关中平原2008—2013年冬小麦主要生育期旬尺度的条件植被温度指数(VTCI)干旱监测结果，将Copula函数用于评估冬小麦主要生育时期干旱对其产量的影响。针对多元变量导致Copula函数参数求解困难的问题，采用主成分分析法(PCA)提取主要生育时期的VTCI的主成分因子，形成新的相互独立的指标，进而结合Copula函数建立PCA-Copula法，确定关中平原主要生育时期的综合VTCI，并构建其与冬小麦单产间的线性回归模型，评估干旱对产量的影响。结果表明，应用PCA-Copula法得到的综合VTCI与单产间的相关性达到极显著水平(P<0.001)，所建回归模型的拟合度与熵值法的结果相比有所提高，决定系数由0.39提高到0.49，且对应模型的估测单产与实测单产间的均方根误差较熵值法的结果降低了30.2 kg/hm2，平均相对误差降低了0.66%，表明PCA-Copula法能较好地应用于评估冬小麦主要生育时期干旱对其产量的影响。

主成分分析； Copula函数； 干旱影响评估； 综合VTCI

引言

干旱一直是制约农业发展最主要的因素之一。中国是一个农业大国，干旱对农业的影响较大，每年由各种自然灾害造成的粮食作物减产的损失中，旱灾的影响占一半以上[1]。同时农业干旱是影响面积最广、造成农业损失最大、研究也最为复杂的一种因素。近年来，人们越来越关注如何有效地监测和评估干旱影响，从而提前采取有效的抗旱减灾策略和措施以减轻干旱灾害可能造成的损失。……