蒸散发遥感估算方法的研究进展

传统的估算蒸散发的方法虽然能够获取相对准确的均匀下垫面的蒸散发,但大多局限于点或田间尺度,难以反映蒸散发的空间异质性.遥感作为一种高效的空间信息获取和处理手段,被认为是估算陆面蒸散发的有效途径.近30多年来,随着技术的进步,发展了从简单的经验公式到结合陆面过程模型的陆面数据同化系统等基于遥感数据估算蒸散发的方法.本文总结了遥感估算地表蒸散发各种方法的输入数据、假设、原理、优缺点,并概括了遥感估算陆面蒸散发存在的主要问题和发展趋势.     

长江流域实际蒸散发的遥感估算及时空分布研究

蒸散发是地表水热过程的关键环节.准确估计蒸散发对气候变化研究、水资源管理、作物估产以及环境保护等具有重要意义.本文结合中国区域气候和土地利用特征,改进地表能量平衡系统(surface energy balance system,SEBS)模型,估算了长江流域多年蒸散发量.结合基于模型树集成算法获得的全球蒸散发观测产品以及基于流域多年水量平衡的年蒸散发数据,验证估算精度.结果表明:SEBS模型获得的长江流域蒸散发与基于全球通量观测站的蒸散发集成数据产品的平均相对百分比误差约为10.15%,确定系数为0.98,均方根误差为7.11 mm·月^-1,具有较好的相关性和一致性,且可以达到更高的空间分辨率;SEBS估算的年均蒸散发与区域多年水量平衡结果的误差为6.29%,模型精度较为可靠;长江流域年均蒸散发总量变化不明显,在二级水资源区内蒸散发的变化量有较大的空间变异性,鄱阳湖流域年均蒸散发值最大,金沙江流域最小,汉江流域季节变异最明显;受气候和人类活动影响,高原地区、江汉平原、太湖流域蒸散发有较为明显的下降趋势.     

黄土丘陵沟壑区小流域蒸散发的遥感估算——以静宁县魏沟流域为例

利用TM遥感影像和地表热量平衡模型估算静宁县魏沟流域的蒸散发量,并结合地面实测资料进行检验,分析了该流域蒸散发的分布规律,研究了蒸散发量与土地利用、地表参数和地形参数的关系.结果表明,研究区当日蒸散发量为1.13～8.86 mm,平均4.94mm,分布上呈现由西北向东南递增的趋势;不同下垫面的蒸散发能力有一定差别,其中水体和林地的日蒸散发量最大;蒸散发量与INDV和高程等呈线性正相关,而与地表温度呈线性负相关.     

黄河三角洲日蒸散发遥感估算及其空间格局特征分析

 蒸散发是水循环中的一个重要过程,研究蒸散发对农业灌溉、水资源合理利用和地区生态环境的可持续发展均有重要意义。本文基于Landsat TM数据和SEBAL模型,详细介绍了日蒸散发遥感估算的方法,分析了黄河三角洲蒸散发的数值特征和空间格局特征,并在此基础上研究了土地利用类型与蒸散发的关系。结果表明,2009年6月4日黄河三角洲日蒸散发量在0-9.11mm,平均值为5.31mm。蒸散量的空间分异特征较为显著,受下垫面条件的影响突出,高值区主要分布在东部以林地为主的国家级自然保护区和河口区大范围的盐田和养殖池、中部东营市区周边的平原水库区以及南部广饶县的优质农田区域。水体、林草地、建设用地和未利用地的日蒸散发空间分布频率图均呈单峰分布,耕地受作物类型空间分布差异等因素的影响而呈现为较明显的双峰分布。土地利用类型决定了日蒸散发的水平,不同下垫面蒸散发量的日均值从大到小依次为：水体、滩涂、苇地、林草地、耕地、建设用地和未利用地。     

基于遥感双层模型的宝鸡峡灌区日蒸散发估算

本文选取了陕西宝鸡峡灌区为研究区,基于遥感双层模型,选择2000-2011年不同季节典型日的TM 数据,辅以气象观测资料,估算了宝鸡峡灌区典型日蒸散发,分析灌区内日蒸散发的时空分布以及不同土地利用类型日蒸散发季节变化.结果表明,基于遥感双层模型估算半干旱区的日蒸散发是可行的.模拟典型日中,春季晴日灌区日蒸散发约为5.06mm、夏季约为5.36mm、秋季约为4.24mm、冬季约1.03mm,呈单峰型分布,有较好的季节变化特征;不同季节日蒸散发的空间分布差异较大,不同土地利用类型的日蒸散发季节变化特征相似,但略有不同.利用Penman-Monteith公式计算值结合作物系数验证日蒸散发估算精度,其中耕地和林地相对误差约为20%,相关系数R2>0.7,表明遥感反演的日蒸散发精度较高.      

山东省聊城市农田区蒸散发量的遥感反演及影响因素分析

利用地表能量平衡系统模型,并结合中分辨率成像辐射光谱仪遥感数据以及实测气象数据,对山东省聊城市农田区2019年作物生长期3—9月在区域尺度内的蒸散发量进行遥感反演估算,确定农田区蒸散发量及其影响因素,并分析农田区蒸散发量的时空分布规律以及气象因素、归一化植被指数等地表参数对蒸散发量的影响程度。结果表明：遥感反演得到的日蒸散发量与Penman-Monteith公式计算值的误差在合理范围内;按农田区蒸散发量由大到小的季节顺序是春季、夏季、秋季、冬季,空间上呈现自西向东逐渐递减的趋势;日蒸散发量与归一化植被指数具有较强的正相关性,与地表比辐射率相关性较弱,与气温、比湿、风速、日照呈正相关,与气压呈负相关。     

黑河流域蒸散发分布的遥感研究

利用NOAA AVHRR资料，选取Priestley-Taylor公式作为计算蒸散发的模型，对黑河流域的蒸散发进行了研究，并利用有关资料对多种地表参数和蒸散发进行了验证，分析了蒸散发的时空分布特征．结果表明，对黑河流域蒸散发的遥感估算和一些地表生物物理参数的反演结果，与实测值基本吻合，说明文中所采用的方法估算蒸散发是可行的．寒漠、冰川、沙漠和戈壁等植被条件较差的地区的蒸散量极低．弱水三角洲和古日乃湖盆作为下游植被较好的地方其蒸散量有别于周围地区．中游绿洲的蒸散量与绿洲发展程度具有密切关系．河流两岸天然绿洲，明显与周围沙漠和戈壁区分开来．高覆盖度草地和沼泽蒸散量最高，其次为中覆盖度草地和林地．     

基于特征空间法的美国南部大平原蒸散发遥感反演

蒸散发是地表能量平衡和水热循环的重要环节,准确估算对区域水资源合理开发利用、农业节水研究以及气候调节等至关重要。特征空间法作为蒸散发反演的主要方法之一,因其对地表参数的依赖较小,具有较好的优势。然而,该方法在干湿边界确定时却存在一定的主观性和不确定性,给出相应的干湿边界理论公式,以美国南部大平原为研究区,利用MODIS遥感数据,构建具有时空二维属性的地表温度——植被指数特征空间,获得了2017年美国南部大平原蒸散发;并采用站点数据进行验证,分析时空分布规律。结果表明:本文方法对于研究区地表蒸散发模拟精度较高,略微存在高估,与观测值相关系数(r)达到0.86,均方根误差(RMSE)和偏差(B)分别为1.07 mm和0.06。从时空特征分析,蒸散发年内变化呈单峰型分布,与植被生长周期相一致。此外,蒸散发季节差异显著,夏季蒸散发最高,春秋次之,冬季最低,并且四季蒸散发空间分布趋势均呈东南向西北递减。     

基于BEPS-Terrainlab v2.0模型鄂西犟河流域1999年—2016年蒸散发模拟分析

蒸散发在水循环中占据着重要地位,采用模型模拟法研究小流域尺度的蒸散发具有高时间、空间分辨率的优势.该文选取湖北省十堰市犟河流域为研究区,基于BEPS-Terrainlab v2.0模型,利用Landsat5-8遥感影像和气象资料等数据,以日为时间步长模拟了研究区内1999年—2016年的蒸散发.模拟结果与MODIS蒸散发产品MOD16A2进行对比,二者年内变化相关系数R2＝0.92,MODIS数据时空分辨率均低于模拟数据,但也在一定程度上验证了模拟的可靠性.模拟结果显示：时间变化上,流域内蒸散发在年内呈单峰状分布(春季156.9 mm、夏季302.5 mm、秋季133.5 mm、冬季18.5 mm);年际上呈现波动变化,有一定周期性,总体有上升趋势.空间分布上,流域内蒸散发分布植被区高于非植被区,不同植被类型蒸散发不同(阔叶>混交>针叶>农田),不同高程蒸散发也不同(500～700 m区间内最大).经过相关性分析,气温、太阳辐射对蒸散发年内变化影响较大,通过了0.01的显著性检验;叶面积指数、降水对年际变化影响较大,通过了0.05的显著性检验.     

基于水热耦合平衡的塔里木盆地绿洲的年蒸散发

为了分析中国塔里木盆地沙漠绿洲的水资源转化消耗规律,建立了绿洲水热耦合平衡模型。该模型以年灌溉引水量和降水量之和作为绿洲年可供水量,采用傅抱璞公式将Budyko假设推广。以塔里木盆地绿洲的5个大型绿洲1971—2004年的年降水、灌溉引水、径流和潜在蒸散发资料,验证了水热耦合平衡关系。分析了年蒸散发规律和土地利用变化对模型参数的影响。拟合了阿克苏河绿洲的估算模型参数的经验公式。     

甘肃祁连山鸟类区系研究

作者于１９８５－１９８７、１９９２－１９９４年间对甘肃祁连山的鸟类进行了专项调查，经事理鉴定出１２８种另１１亚种。本地区文献有记录但未能采到的鸟类计有５４种另６亚种。据此，本地区鸟类总计１８２种另１７亚种，隶属于１４日３３科１０４属。在鸟类总数中已确定的繁殖鸟有１５５种，其中属古北界有１１３种，占繁殖鸟类总数的７２．９％；属东洋界的仅２种，占１．３％；两界兼有４０种，占２５．８％。显然古北界种类占     

青海省祁连山三河源地区景观空间格局定量分析

通过对青海省祁连山三河源区1999年和2006年两期的Land-sat TM遥感影像进行人机交互式解译,获取了研究区景观类型数据,在GIS支持下编制了研究区景观类型图.在此基础上选取斑块大小、斑块数、景观分离度指数、香农多样性指数等主要景观格局指数定量分析了研究区景观格局特征,通过分析各景观指数变化反映研究区1999年至2006年间景观格局的变化规律.结果显示1999年至2006年研究区景观格局向多样化,破碎化趋势演进,景观空间格局受人类活动的干扰在增强.     

北祁连山西段大黄沟一带石炭二叠系层序问题

本文详细论述了北祁连山西段大黄沟－带石炭纪和二叠纪地层剖面，阐明了该套地层的正确层序，并运用推覆构造的观点，解释了造成其层序复杂的原因。     

青藏高原的神山类型及其信仰意义

神山是藏族民众对青藏高原高山环境的一种精神创造和象征性符号。藏族宗教从地域权限和文化影响范围将神山分为世界宗教神山、区域族群神山、部落社会神山与民众个人魂山四种层次,将每个区域内的一座或一组高山奉为神山而崇拜,并做为禁忌之地而加以保护,它在历史上强化了族群的团结整合,同时通过崇拜活动使神山呈现自然景观与人文景观的高度和谐,具有了审美价值,保护了高原山系生态环境;在整个青藏高原,高高矗立的神山是人类社会的一种精神寄托,是人与自然和谐的象征。     

基于Landsat TM的西安市城市热岛效应研究

在全球高速城市化的背景下,城市热岛被认为是主导整个城市环境的要素之一,在城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面已产生深远影响.笔者利用Landsat TM影像对西安市热岛情况和城区土地覆被进行解译,得到西安市土地利用图和热岛相对强度空间分布图,并研究分析了城市热岛同城市土地覆被之间的关系.土地覆被类型亮温分布由高到低依次是：商业和工业用地、未利用地、居民住宅用地、绿地、水体;亮温与NDVI有良好的反相关关系.通过对西安热环境的研究揭示了城市空间结构和城市规模的发展变化,有助于引导西安市的可持续发展,提高人居环境质量,为城市综合评价和生态环境建设提供依据.     

城市蒸发散量与相关生态要素的定量关系

以福州城区为例,使用2003,2013年的Landsat卫星影像获得了研究区蒸发散量、建筑用地和植被信息,查明了研究区蒸发散量的时空变化特征,并对上述参数之间的相关关系进行了定量分析.研究结果表明,福州研究区2013年的区域蒸发散量比2003年有较大幅度的降低,其降幅达30.62%.回归分析表明,蒸发散量与建筑用地呈很强的线性负相关关系,而与植被则呈明显的线性正相关关系.显然福州城市的扩展、建筑用地的增加和植被的减少是导致研究区ET降低的最重要原因.     

卫星遥感估算淮河流域区域能量通量的方法研究

利用1998年淮河流域加密观测试验（HUBEX／IOP）期间的资料,进行淮河流域能量平衡的参数化方案的研究,用NOAA卫星的AVHRR资料建立了试验区地表特征参数及能量平衡各分量的参数化方程,并对卫星遥感反演结果和试验观测值进行了对比,为淮河流域能量和水循环的数值模拟提供了物理依据。     

3种NDVI遥感数据产品在大别山区的对比分析

选取GIMMS、MODIS、SPOT/VEGETATION 3种NDVI(归一化植被指数)遥感数据产品,分析它们在大别山区域的空间分布和时序变化.结果表明:(1)在空间分布上,3种NDVI数据的格局大致相同,MODIS NDVI和SPOT/VEGETATION NDVI的空间分布吻合度更高;MODIS传感器的波段宽度窄、空间分辨率高、变化范围大、分布分散.(2)在时序变化上,3种NDVI数据的季节变化步调基本一致,幅度相当,MODIS NDVI和SPOT/VEGETATION NDVI数据更能清晰地反映NDVI对降水响应约有1个月的滞后这一现象;GIMMS NDVI能清晰准确地反映地面植被覆盖的变化情况;SPOT/VEGETATION NDVI的动态范围比GIMMS NDVI和MODIS NDVI的动态范围大.     

用遥感技术计算森林叶面积指数--以江西省兴国县为例

以江西省兴国县为研究区域，基于不同时相的Landsat ETM 地面反射率图像，计算了RS、NDVI和RSR3种植被指数，并与野外观测的叶面积指数(LAI)数据建立相关关系，从而进行了LAI的反演研究．研究发现，对于针叶林地区，一月份图像也可用来反演LAI，只是预测值较五月偏低．而同一时相的原始图像和反射率图像的反演结果表明，去除传感器自身和大气辐射影响的地面反射率图像，更能真实地反演地表植被覆盖度．此外，在研究区森林覆盖度较高，林种较单一的情况下，RSR同LAI的关系比其他植被指数的相关性好，反演的精度也较高．