Drought Watch system of Mongolia

1. ЗТСХ-ийн ерөнхий технологич Н.Элбэгжаргал
n.elbegjargal@gmail.com
МОНГОЛ ОРНЫ ГАНГИЙН АЖИГЛАЛТЫН
СИСТЕМИЙН ТАНИЛЦУУЛГА
УС ЦАГ УУР, ОРЧНЫ СУДАЛГАА,
МЭДЭЭЛЛИЙН ХҮРЭЭЛЭНNational Remote Sensing
Center of Mongolia

2. Агуулга
Хамтын ажиллагаа
- Ажлын байран дээрх сургалт
- Гангийн индексийн сонголт
- Байгалийн бүс, бүслүүр
Хээрийн хэмжилт, хянан баталгаажуулалт
- 2014 он
- 2015 он
- 2016 он
- 2017 он
DroughtWatch системийн тухай
- Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

3. ХАМТЫН АЖИЛЛАГАА
2013 оны 9-р сарын 4-6 нд.
Төслийн мэргэжилтнүүдийн
уулзалт
Ажлын байран дээрх сургалт:
2 хүн оролцсон
1 UNESCAP, Korea Ms. Yejin Ha
2 UNESCAP, Thailand Mr. Keran Wang
3 UNESCAP, Japan Mr. Michio Ito
4 Thailand Syams Nashrrullah
5 CHINA Cheng Chang
6 CHINA Bingfang Wu
7 INDIA Mr. Vinay Kumar Dadhwal
8 CHINA Mr. Guoxiang Wu
9 RIMES Ms.Gerelmaa
10 Mongolia S.Khudulmur
11 Mongolia M.Bayasgalan
12 Mongolia M.Odbayar
13 Mongolia N.Elbegjargal
14 Mongolia D.Bulgan
15 Mongolia T.Battsetseg
16 Mongolia G.Nandin-Erdene
17 Mongolia B.Amonjol
18 Mongolia A.Batchimeg

4. Ажлын байран дээрх сургалт
БНХАУ-ын ШУА-ийн харьяа Зайнаас тандан
судлал ба тоон дэлхий хүрээлэн (RADI)
Дэлхий даяар түгээмэл хэрэглэгддэг гангийн нийт 50-аад
индексийг судалж үзсэний үндсэн дээр Манай орны Ган-г
тодорхойлоход нэн тохиромжтой 10-н индексүүдийг сонгон
авсан.
Эдгээр 10-аад гангийн индексүүдийг, газрын хээрийн
хэмжилтийн мэдээ болоод цаг уурын станцын урт хугацааны
мэдээнүүдтэй статистик харьцуулалт, дүн шинжилгээ хийсэн.

6. Гангийн индексүүдийн тооцоолох аргачлал

7. Ашигласан мэдээ
Хиймэл дагуулын мэдээ Хугацаа Мэдээлэл
MODIS 1B raw data (daily) V-IX-сар,
2000-2017
MODIS/TERRA
Цаг уурын станцын ажиглалтын мэдээ Хугацаа Мэдээлэл
Хур тунадас
Агаарын температур
Хөрсний чийг
Биомасс (хашаалсан)
2000-2017
2000-2017
2000-2015
2000-2017
Цаг уурын 112 станц
Цаг уурын 112 станц
Цаг уурын 42 станц
ХАА, цаг уурын 109 станц
Хээрийн хэмжилт Хугацаа Мэдээлэл
Биомасс
Спектр-радиометр (Reflectance irradiance)
2000-2017
(1x1м2)
TDR (Хөрсний чийг )
Inferred - thermometer (Хөрсний температур)
Хөрсний өрөмдлөг
3.5 cm, 7cm,12cm, 20cm
10см, 20см, 40см

8. r= 40 > r= 30 >
Natural zone Month VSDI NMDI NDDI VCI TCI VHI VTCI VSWI
May 0.02 0.32 0.14 0.10 0.16 0.18 0.06 0.07
June 0.05 0.12 0.07 0.03 0.02 0.03 0.19 0.07
July 0.17 0.05 0.39 0.18 0.30 0.26 0.40 0.34
August 0.32 0.18 0.10 0.07 0.43 0.29 0.20 0.20
September 0.29 0.03 0.24 0.02 0.38 0.19 0.26 0.29
May 0.17 0.16 0.00 0.04 0.32 0.16 0.16 0.25
June 0.07 0.15 0.10 0.10 0.22 0.19 0.23 0.31
July 0.05 0.26 0.28 0.26 0.38 0.34 0.34 0.44
August 0.02 0.27 0.20 0.31 0.52 0.46 0.45 0.48
September 0.22 0.25 0.17 0.13 0.45 0.32 0.31 0.42
May 0.16 0.11 0.01 0.04 0.48 0.25 0.32 0.15
June 0.13 0.28 0.15 0.11 0.27 0.22 0.32 0.34
July 0.07 0.30 0.10 0.22 0.44 0.37 0.31 0.31
August 0.10 0.17 0.01 0.24 0.50 0.42 0.31 0.24
September 0.17 0.24 0.16 0.24 0.31 0.32 0.11 0.23
TCI
TCI/VHI/VTCI
VHI/VTCI
Steppe zone
TCI/VSWI
Desert steppe zone TCI
r Correlation between SPI and RS indices
Forest zone
Correlation analysis SPI and RS indices (Natural zone)
r= 40 > r= 30 >
Natural zone Month VSDI NMDI NDDI VCI TCI VHI VTCI VSWI
May 0.01 0.31 0.13 0.04 0.20 0.15 0.12 0.06
June 0.07 0.08 0.12 0.09 0.03 0.08 0.28 0.15
July 0.19 0.07 0.42 0.19 0.32 0.28 0.43 0.38
August 0.38 0.24 0.19 0.14 0.45 0.35 0.31 0.28
September 0.27 0.04 0.24 0.03 0.39 0.19 0.34 0.34
May 0.19 0.16 0.02 0.06 0.36 0.16 0.26 0.27
June 0.09 0.16 0.13 0.15 0.25 0.23 0.31 0.37
July 0.03 0.25 0.29 0.27 0.40 0.36 0.42 0.47
August 0.01 0.26 0.21 0.33 0.53 0.48 0.53 0.51
September 0.19 0.22 0.17 0.12 0.46 0.32 0.39 0.43
May 0.16 0.13 0.01 0.05 0.50 0.26 0.41 0.16
June 0.11 0.29 0.14 0.12 0.25 0.22 0.40 0.36
July 0.05 0.32 0.10 0.25 0.44 0.39 0.40 0.35
August 0.12 0.19 0.02 0.28 0.51 0.46 0.40 0.28
September 0.16 0.25 0.15 0.25 0.34 0.34 0.20 0.26
TCI/VSWI
Steppe zone VHI/VTCI
Desert steppe zone TCI/VHI/VTCI VSWI
r Correlation between AI and RS indices
TCI/VTCI/VSWI
Forest zone
Correlation analysis AI and RS indices (Natural zone)
r= 40 > r= 30 >
Natural zone Month NDDI NMDI VHI VCI TCI VTCI VSWI VSDI
May 0.02 0.02 0.17 0.28 0.56 0.47 0.21 0.20
June 0.47 0.23 0.26 0.21 0.22 0.12 0.32 0.10
July 0.64 0.47 0.68 0.70 0.62 0.53 0.60 0.04
August 0.47 0.23 0.29 0.28 0.23 0.19 0.29 0.49
September 0.70 0.26 0.43 0.22 0.63 0.42 0.42 0.24
May 0.15 0.33 0.17 0.09 0.16 0.18 0.43 0.12
June 0.19 0.27 0.21 0.11 0.26 0.18 0.43 0.06
July 0.28 0.28 0.32 0.31 0.28 0.38 0.49 0.10
August 0.27 0.24 0.39 0.33 0.35 0.49 0.53 0.16
September 0.20 0.24 0.23 0.16 0.23 0.32 0.49 0.25
May 0.18 0.09 0.24 0.14 0.24 0.11 0.10 0.13
June 0.12 0.13 0.30 0.30 0.12 0.15 0.09 0.08
July 0.14 0.25 0.17 0.15 0.12 0.19 0.23 0.20
August 0.06 0.23 0.40 0.32 0.32 0.22 0.27 0.20
September 0.20 0.21 0.43 0.42 0.31 0.07 0.25 0.06
NDDI/VHI/TCI/VTCI/VSWI
VSWI
VHI
VHI/VCI/VTCI/
VCI/TCI
r Correlation between 10 cm of soil moisture and RS indices
Forest zone
Steppe zone
Desert steppe zone
Correlation analysis SM10 cm and RS indices (Natural zone)
VISUAL
Interpretation
CORRELATION
AND
REGRESSION
Analysis
AI index SPI index NDDI index TCI index
VCI index VHI index VTCI index VSWI index
NMDI index VSDI index

9. Монгол орны байгалийн бүс бүслүүрийг ерөнхийд нь бүсийн чанартай 3 том
ангиудад салгаж авч үзсэн. Үүнд:
 Ойт хээрийн бүс
 Хээрийн бүс
 Цөлийн хээрийн бүс

10. Ойт хээрийн бүс Хээрийн бүс Цөлийн хээрийн бүс
NDWI TCI VHI
NDWI+TC+VHI

11. ХЭЭРИЙН ХЭМЖИЛТ, ХЯНАН
БАТАЛГААЖУУЛАЛТ

12. Хээрийн хэмжилтийн маршрут
(2014-2017)
2000 км

13. Хээрийн хэмжилтийн аргазүй
3 plots * 5observation points * 3repeat * 60total observation area = 2700 measurement
sample/data
Biomass – 43 plots * 3 observation points * 3 repeat = 387 sample/data
TDR – 43 plots * 4 o.points * 3 repeat = 942
EBA – 43 plots * 1 o.point * 3 repeat = 129
Observation area

14. Хээрийн хэмжилтийн багаж хэрэгсэл
Хөрсний чийг
- Determine soil moisture using “TDR 300” (3.5 cm, 7cm,12cm, 20cm)
- EBA-gravimetric, iron boxes (grass-20cm, cropland-40cm )
Газрын гадаргын температур
- Soil temperature (used Infrared Thermometer)
Биомасс
- Biomass (the 1x1meter box, paper bags, cutter and weight)
TDR 300 soil
moisture
Infrared
Thermometer
Earth boring
auger
Paper bags CutterIron box
GPS Camera Ruler weight

15. 2014 оны хээрийн хэмжилт
• Нийт хамрах талбай:
(10км х 10км)
• Хэмжилтийн талбай:
9 талбай (1км х 1км)
• Дээж авах цэг:
5 цэг (100м х 100м)
• Дээжийн давталт:
(2 удаа)
• Хугацаа:
2 өдөр (8 хүн)

16. 2014 оны хээрийн хэмжилтийн хуваарь
 6-р сарын 1-р 10 хоног
 6-р сарын 2-р 10 хоног
 6-р сарын 3-р 10 хоног
 7-р сарын 1-р 10 хоног
 7-р сарын 2-р 10 хоног
 7-р сарын 3-р 10 хоног
 8-р сарын 1-р 10 хоног
 7-р сарын 2-р 10 хоног
 7-р сарын 3-р 10 хоног
Биомасс
1,4-1
1,4-2
Хөрсний чийг

17. 2015, 2016 оны хээрийн хэмжилт
• БНХАУ-ын ШУА-ийн харьяа Зайнаас тандан судлал ба тоон дэлхий хүрээлэн
(Institute of Remote Sensing and Digital Earth RADI), 4 мэргэжилтэн
• Ус цаг уур, орчны судалгаа, мэдээллийн хүрээлэн (УЦУОСМХ), 4 мэргэжилтэн
• Маршрут: Төв, Булган, Архангай, Завхан, Хөвсгөл, Сэлэнгэ аймгууд
• Хугацаа: 14 өдөр
2015 он 2016 он

19. 2017 оны хээрийн хэмжилт
Number of
Blocks
Land cover type
TDR
Grass
Height
Grass
coverage
Number
photo
Species
type
Biomass
sample
3.8cm 12cm 20cm
15 Steppe 408 246 162 26 26 26 55
10 Desert steppe 360 263 230 39 31 15 39
8 Desert 252 216 225 28 26 14 18
Totally 1020 725 617 93 83 462 55 112
• БНХАУ-ын ШУА-ийн харьяа Зайнаас тандан судлал ба тоон дэлхий хүрээлэн
(RADI), 1 мэргэжилтэн
• Ус цаг уур, орчны судалгаа, мэдээллийн хүрээлэн (УЦУОСМХ), 4 мэргэжилтэн
• Маршрут: Төв, Өвөрхангай, Архангай, Өмнөговь, Дундговь, Говьсүмбэр аймгууд
• Хугацаа: 14 өдөр

21. DROUGHTWATCH СИСТЕМИЙН
ТУХАЙ
Хиймэл дагуулын мэдээн дээр суурилсан гангийн индексүүдийг тооцоолон зураглах

22. DroughtWatch системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Үндсэн 6 бүрэлдэхүүн хэсэгтэй

23. Мэдээллийн сан
Database module provides functions of data
inputting and querying, including Remote sensing
data and ground observation of meteorological
data by .csv file, also another possibility is can be
operating some of preprocess in batch. Duplicate
data also automatically process to eliminated and
exceptional data are marked.

24. Анхан шатны боловсруулалт
Preprocessing module is process to remote sensing data by the
standard methods, which include Projection transformation,
Re-sampling, Geometric correction (GEO), Mosaic (MOS), Radiate
correction (RAD), and Cloud mask (CLD), Atmosphere correction
(ATC) and so on, also calculation of Normalized Difference
Vegetation Index (NDVI) and Land Surface Temperature (LST). Part
of processing applied to use the MODIS Reprojection Tool for Swath
(MRTSWATH) program released by the USGS EROS Data Center.
which is integrated into the sub-module to perform geometric
correction. For drought, composition of daily parameters in three
frequencies is necessary, which are Month, Decade and Pentad.
Also, composition methods of validation were used for all indices.

25. Индекс боловсруулах
Indices module is calculated to remote sensing based several
drought indices which are Vegetation Condition Index (VCI),
Temperature Condition Index (TCI), Vegetation Health Index
(VHI), Normalized Difference Water Index (NDWI), Normalized
Difference Drought Index (NDDI), and Vegetation Supply
Water Index (VSWI). In addition, could be estimate different type
of temporal scales (Month, Dekad, Pentad and Day), and three
kinds of meteorological indices are generating such as Standard
Precipitation Index (SPI), Aridity Index (AI), PED Index and
Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI).

26. Гангийн индекс рүү хөрвүүлэх
The drought model is classified to each index and based on
the Single index and combination index are called in Drought
module in order to saved different forms in this model.
Combination methods not only included max, min, mean,
majority, median of different indices data. Also, another main
combination is the natural zones it could applied by three
different main zones which are selected forest zone, steppe
zone, desert zone by separately subseted drought index.

27. Гангийн зурглал
Analysis module is the achieve drought statistics and analysis in
two scales (over spatial unit and time interval).
Spatial
Time interval

28. Автоматжуулсан боловсруулалт

29. Нэгдүгээр 10 хоног Хоёрдугаар 10 хоног Гуравдугаар 10 хоног
Зургаадугаар сар
Долоодугаар сар
Наймдугаар сар
Есдүгээр сар

30. АНХААРАЛ ТАВЬСАНД
БАЯРЛАЛАА!