半干旱區(qū)域日蒸散發(fā)估算的遙感研究.pdf

1、黃河三花間(三門峽-花園口區(qū)間)是我國中部地區(qū)主要的半干旱區(qū)，該區(qū)域地勢陡峻，地表類型復雜，徑流系數(shù)大，春季易干旱，夏季易暴雨。通過準確估算區(qū)域蒸散量來監(jiān)測三花間區(qū)域地表能量平衡和水分狀況，將對研究流域尺度水量平衡、暴雨洪水預報預警、大面積干旱與洪澇監(jiān)測、數(shù)值天氣預報以及農(nóng)田作物產(chǎn)量估算有著重要的現(xiàn)實意義。 傳統(tǒng)的氣候、水文學方法進行地表蒸散量測量估算局限于離散的點觀測與估算，要獲得區(qū)域蒸散量，存在插值外延精度低、植被冠層溫度不

2、易獲取、大范圍高密度觀測成本大、時效性差等局限。20世紀70代，隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使區(qū)域地表蒸散量的快速、準確、大面積估算成為可能。多時相、多分辨率、多光譜及多角度的衛(wèi)星遙感資料能夠客觀的反映地表的幾何結(jié)構(gòu)和水熱狀況，進而獲得近地層湍流熱通量和下墊面土壤含水量等研究地表蒸散量的重要參數(shù)，使得遙感方法優(yōu)于常規(guī)的微氣象、水文方法。但是目前衛(wèi)星遙感估算蒸散量也存在自身的不足：一方面，陸面地表溫度(LST)作為蒸散量反演模

3、型最關(guān)鍵參數(shù)之一，非均一地表造成其反演誤差較大，反演精度有待提高；另一方面，利用遙感反演地表參數(shù)操作流程復雜且反演精度不易控制，所以利用遙感方法建立適合某種氣候類型的區(qū)域日蒸散發(fā)的簡化估算模型很有必要。 針對以上問題，本文以遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，少量常規(guī)氣象數(shù)據(jù)為補充，水文站實測的日蒸散數(shù)據(jù)為驗證，結(jié)合能量平衡模型對地形復雜、地表類型多樣的黃河三花問區(qū)域日蒸散量估算進行一系列的研究。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)論如下： 1、地表溫度的

4、遙感反演精度是制約蒸散發(fā)估算的關(guān)鍵因子。本文引入山地氣候?qū)W中的分離-綜合法考慮微地形因子中的高程、坡向等對遙感反演的地表溫度的精度影響，統(tǒng)計分析得出地形修正系數(shù)，進行基于像元溫度的地形修正，最后以實測溫度值作為驗證依據(jù)。利用地形修正后地表溫度輸入SEBAL(基于能量平衡算法)模型的蒸散發(fā)估算精度比不考慮地形影響的估算精度有所提高，水文站點的平均相對誤差從13.1％減小到9.5％。 2、經(jīng)地形修正后的MODIS地表溫度以及利用ET

5、M+得到的地表覆蓋類型、比輻射率、葉面積指數(shù)、植被覆蓋度等參數(shù)輸入MODIS蒸散模型估算得到的蒸散發(fā)，與MODIS自身反演參數(shù)估算得到的蒸散發(fā)結(jié)果對比分析，得出多源遙感資料(ETM+、MODIS)的結(jié)合有利于提高估算精度。 3、從日蒸散發(fā)的影響因子出發(fā)，分析得出供水條件、地氣溫差、植被覆蓋狀況(NDVI)三個關(guān)鍵因子和日蒸散發(fā)的可能性關(guān)系。其他同類研究區(qū)可以根據(jù)實際情況，首先分析影響蒸散發(fā)的決定性因子，然后選擇相應簡化公式進行快