基于Penman-Monteith Leuning模型的遥感蒸散发估算——以四川省马尔康县为例

蒸散发作为地表水分消耗和参与水文生态循环的重要参数,是生态应用研究的重点.尤其对于植被恢复和水资源管理的领域而言,区域蒸散发估算的准确性十分重要.本文以野外实测(气象和蒸散发)数据为基础,利用实测数据对遥感PML模型进行参数优化,基于Landsat-8遥感影像数据对四川省马尔康县蒸散发进行估算.研究结果表明:马尔康县模...     

区域蒸散发量的遥感模型方法研究

蒸散是水资源管理的一个重要参数。与传统的蒸散计算方法相比,利用遥感进行蒸散研究具有快速、准确、大区域尺度及地图可视化显示等特点。本文通过研究,提出了基于能量平衡方法遥感反演蒸散发的计算模型,指出了模型参数的求解方法,建立了基于MOD IS遥感数据的大区域蒸散发遥感反演技术方法。通过对石羊河流域进行试验,反演误差基本小于10%,并且具有进一步推广的技术前景。     

遥感估算地表蒸散发真实性检验研究进展

地表蒸散发是连接土壤—植被—大气连续体的纽带,结合遥感技术估算地表蒸散发已成为获取区域乃至全球尺度时空连续地表蒸散发量的有效手段。由于遥感估算地表蒸散发容易受到地表空间异质性和近地层气象条件复杂性的影响,在模型机理与变量参数化方案、输入数据和时间尺度扩展等方面存在不确定性,影响了其准确度的提高和应用范围的拓展,因此需要开展真实性检验。本文综述了当前遥感估算地表蒸散发(包括植被蒸腾和土壤蒸发)真实性检验研究的相关成果,重点归纳并总结了应用于遥感估算地表蒸散发真实性检验的直接检验法和间接检法的主要原理、适用性和优缺点,在此基础上阐述了当前遥感估算地表蒸散发真实性检验研究所面临的挑战。分析表明：由于地表空间异质性的普遍存在,遥感估算地表蒸散发真实性检验研究在理论和方法方面还受到诸多挑战,今后应打破地表蒸散发遥感产品真实性检验局限在均匀地表的传统思路,发展非均匀地表遥感估算地表蒸散发真实性检验的理论框架,包括地表水热状况空间异质性的度量、非均匀地表验证场的优化布设、非均匀下垫面地表蒸散发的多尺度观测试验、卫星像元/区域尺度地表蒸散发相对真值的获取、验证过程中的不确定性分析以及遥感估算地表蒸散发的实证研究等,并构建一个多源、多尺度、多方法、多层次的真实性检验技术流程,以期把遥感估算地表蒸散发真实性检验作为突破口,提升相应遥感产品的应用水平,推动定量遥感科学的发展。     

遥感蒸散发模型研究进展

蒸散发是水圈、大气圈和生物圈水分和能量交换的主要过程,也是水循环中最重要的分量之一.遥感技术的应用使得区域尺度的蒸散发估算成为可能,由此涌现出许多旨在精确反演不同时空尺度蒸散发及地表通量的模型,以更好地服务于相关领域的研究和应用.根据模型建构思想和方法的不同,从基于能量平衡的单层和多层模型、基于能量平衡的彭曼类模型以及遥感经验模型3个方面入手,系统回顾国内外遥感蒸散发模型的算法,详细评述了目前应用较为广泛的SEBAL, SEBS, TSEB模型的原理和优劣,分析了蒸散发反演存在的时间拓展及不确定性、时空分辨率及尺度效应、模型选择及适用性判别、平流影响和精度检验5个问题.指出今后应加强陆面过程和地-气系统作用机制、模型输入参数精度、精度检验和尺度效应及误差传递规律等方面的研究.     

遥感土壤水分对蒸散发估算的影响

地表实际蒸散发是联系陆表水循环、能量平衡和碳收支等物理过程的重要生态水文变量,同时也是目前水循环研究中的薄弱点,定量化土壤水分对蒸散发的胁迫作用是估算地表蒸散发的一个关键过程和难点.本研究基于2018年9月闪电河流域水循环与能量平衡遥感综合试验星—机—地联合观测数据,采用机载观测和卫星遥感反演土壤水分输入到ETMoni...     

基于HJ-1B数据和SEBAL模型的陆面蒸散发遥感估算

利用HJ-1B卫星数据和SEBAL模型,进行了淮河上游段的陆面蒸散发(ET)遥感估算。选取2010年4期少云的HJ-1B卫星影像,首先对ET估算中需要的中间变量——地表温度、地表反照率进行了反演,反演结果与MODIS产品结果基本一致;在此基础上,结合部分地面气象观测数据,基于SEBAL模型进行ET估算,并利用水文站点的实测蒸发皿数据对估算的日蒸散发结果进行验证,相对误差在10%之内。将ET估算值与土地利用覆盖类型、地形因子对比分析发现,不同土地覆盖类型的ET量不同,ET空间变异性与地形特征有一定关联。     

北京野鸭湖湿地区域蒸散发遥感反演研究

蒸散发在很大程度上影响湿地的水热平衡,宏观掌握湿地区域的蒸散发量对于进一步研究湿地生态系统水文———大气———土壤、植被界面能量转化等过程变得尤为重要。本文在遥感技术基础上,基于地表平衡原理的SEBAL模型,对北京野鸭湖湿地区域蒸散发情况进行模型构建,利用1998年和2004年Landsat TM/ETM卫星数据获取相关地面特征参数及该地区的日蒸散发量,并结合水资源和植被盖度分析研究野鸭湖湿地区域日蒸散发量的动态变化情况。     

遥感反演蒸散发的日尺度扩展方法研究进展

遥感技术能够提供卫星过境时刻地表参量的瞬时值,进而通过模型构建可反演得到瞬时蒸散发。相对于瞬时蒸散发,日尺度蒸散发在实际生产生活中具有更重要的应用价值。本文系统地总结分析了遥感反演瞬时蒸散发的代表性日尺度扩展方法,包括蒸发比不变法、解耦因子不变法、辐射能量比不变法、参考蒸发比不变法、地表阻抗不变法和数据同化法,并对各方法的基本原理、估算精度、适用性等进行了对比分析。在此基础上,进一步综述了日尺度扩展方法存在的不确定性和主要问题,包括扩展方法本身误差、云覆盖、气象数据获取、夜间蒸散发估算、遥感反演同扩展误差累积及真实性检验等,并指出今后应从加强有云天及夜间蒸散发扩展机理和方法等方面的研究来提升瞬时蒸散发日尺度扩展精度。     

石羊河流域蒸散发量遥感估算及时空格局分析

根据能量平衡原理,采用MODIS图像数据反演石羊河流域的地表蒸散发(Evapotranspiration,ET),对石羊河流域1月、4月、7月和10月的日均ET进行了估算(1月的日ET为0.15～7.21 mm,4月的日ET为0.89～7.86 mm,7月的日ET为0.12 ～9.08 mm,10月的日ET为0.54～...     

灌区蒸散发遥感反演及其时空变化特征分析——以漳河灌区为例

准确反演区域尺度的蒸散发对于水资源循环、气候变化、科学灌溉及干旱与洪涝监测等方面的研究具有重要的科学意义,本文以漳河灌区为典型案例,构建了遥感蒸散发的SEBS模型,验证了其精度,分析了其时空规律。结果表明：①2009—2018年钟祥、荆门、团林站点的（蒸散发） ET观测值与模拟值的平均相关系数分别为0.86、0.84和0.83,RMSE平均值分别为0.61、0.67和0.62 mm/d。年际间的ET观测值与模拟值变化幅度均小于10%,相关系数范围为0.7～0.9,RMSE范围为0.4～0.8 mm/d,标准差比率范围为0.8～1.5。②研究区2009—2018年ET的平均值为427.34 mm,整体呈上升趋势。③年尺度、季尺度和月尺度ET与气温和降水在时间序列上均有较好的一致性。多时间尺度ET均呈东北和西南部高、西部低的空间分布特征。研究结果能够较好地呈现ET的高时空异质特征和年际间空间差异,本文将为漳河灌区水资源开发管理和科学灌溉提供科学依据。     

基于夜光遥感的城市空间发展格局研究——以海口市为例

利用DMSP/OLP和NPP/VIIRS夜光遥感影像对海口近30年城市空间发展进行了研究,结果表明:海口城市化扩展速度在2008—2012年处于高峰期,扩展方向驱动力为西海岸、江东片区,当前多为内涵式填充发展.结合社会经济数据分析,发现固定资产投资额为促使建成区扩展的主要动力之一,该研究对海南省的城市规划建设具有重要的指导意义.     

基于Sentinel-2遥感影像面向对象的海岛岸线提取——以岱山岛为例

海岸线是海洋和陆地的分界线,其中海岛岸线与海岛海岸带管理、周围海域使用等活动密切相关.如何提高海岛岸线测量效率及精度,为海岛海岸带的开发与保护提供技术支持显得尤为重要.本文以浙江省舟山市岱山岛为研究区,以Sentinel-2遥感影像为数据源,利用面向对象的隶属度函数分类对岱山岛海岸线进行自动提取,再根据海岸线界定标准对...     

遥感影像变化检测方法的比较——以堰塞湖灾害点为例

一个对象（现象）在不同的时间发生的变化存在着一定的相关性,利用光谱和空间相关性信息提取出地物发生变化的方法──基于邻域相关性图（NCIs）和基于交互相关性分析（CCA）的变化检测方法分别取得了不错的效果。为了探究这两种方法在土地覆盖变化检测中的适用性,对其进行应用并评价。以堰塞湖灾害点为试验区,选取了同一年份的两期高分一号卫星影像,对比了监督的基于NCIs的方法和监督的分类后比较法及非监督的基于CCA的方法和非监督的分类后比较法。结果表明：基于NCIs的方法在邻域半径等于3像素时,总体精度最大,为93.05%,比监督的分类后比较法（采用支持向量机分类器,总体精度为93.03%）稍好,但其受邻域半径的制约较大;基于CCA的方法在阈值等于20像素时,总体精度最高,为93.95%,比非监督的分类后比较法（采用ISODATA分类器,总体精度为90.52%）好,但不足在于需要经验判断并试验求取最佳阈值,以及需要已知前一个时相的地表真实值。     

HJ-1B星地表蒸散发遥感估算系统的设计与应用

利用HJ-1B星数据,采用C#、ENVI/IDL与ArcEngine混合编程技术,在研究HJ-1B星数据特点、空间数据管理及遥感模型与水热模型集成的基础上,构建了基于ArcSDE的空间数据库,开发了基于HJ-1B星的地表蒸散发遥感估算系统,解决了系统设计中多平台、多模型的集成问题,研发了简洁规范的流程图式模型参数操作界面。以淮河流域内3 000 km2的实验区为例,实现了从数据的获取、管理到日蒸散发计算的一整套系统化、业务化流程。应用结果表明,该系统交互性好,运行稳定,操作简便,实现了对地表蒸散发遥感估算的流程化控制和对空间数据的统一管理,可为区域水循环与能量平衡的研究提供支持。     

基于华浩超算平台遥感影像几何校正研究——以资源一号02C数据为例

对多源遥感影像进行几何校正是遥感影像应用的重要环节,以往的遥感影像利用人工或半自动的方式进行几何校正时,存在校正结果难以预料,控制点精度不可控,二次校正过程中控制点利用效率较低等问题。本文基于以上问题,利用华浩超算平台,对资源一号02C卫星10 m多光谱影像和2.36 m全色影像进行几何校正。试验证明华浩超算平台的实时几何校正模块,可以对每一个精校正后控制点的精度进行实时控制,并有效地解决了控制点利用效率低的问题。     

基于遥感与碳循环过程模型估算土壤有机碳储量

土壤有机碳含量的估算是当前全球碳循环研究的热点之一,但不同学者之间的估算值差异较大。从估算方法看,主要有基于土壤剖面的直接估算法和基于生态系统碳循环过程模型的间接估算法,这两种方法各有优缺点。直接估算法由于只反映了不同土壤或植被类型的土壤有机碳含量平均值的差异,因而空间分辨率较低。而间接估算法由于参数的简化,影响了土壤有机碳估算的空间精度。作者将遥感的高时空分辨率特征、反映生态系统碳循环动态变化的过程模型、实际测量的土壤有机碳结合起来,以求提高土壤有机碳估算的空间分辨率。考虑到受温度、水分的影响,土壤呼吸与土壤有机碳含量的关系并不好,而土壤基础呼吸由于剔除了温度和水分的影响,从而使其与土壤有机碳的关系非常密切,其测定系数R^2可达0.78。采用了结合遥感和碳循环过程的CASA模型及Van＇t Hoff土壤呼吸模型,首先估算了8km分辨率的土壤基础呼吸的空间分布,在此基础上结合实测的土壤有机碳估算了8km分辨率的土壤有机碳的空间分布。     

基于光能利用率模型的玉米遥感估产研究

农作物长势监测和产量预测对于国家制定相关粮食政策、农业发展等都具有重要的意义,如何获得高效、宏观、精确的估产方法一直是学者关注的重点问题。以吉林省德惠市的玉米作为研究对象,利用光能利用率模型对玉米进行产量估算的研究,并且使用空间数据插值方法中的反距离权重法获得了每月平均温度数据的格网数据。通过玉米的净初级生产力NPP的累计值以及玉米的收获指数来获得最终的玉米产量值,利用验证点实测产量值与估算值的相关性和相对误差进行精度验证,相关系数R^2为0.649 9,平均相对误差值为1.676%,证明基于光能利用率模型的玉米估产在研究区具有一定的可行性。     

社区减灾能力的熵权-灰靶评价方法研究——以苏州新区为例

社区是城市细胞和基层单位,其防灾减灾能力建设对构建城市安全体系有着极其重要的作用。本文借助于熵权-灰靶模型和GIS叠置分析技术进行社区减灾能力综合评价方法研究,首先从灾害风险评估能力、救援与保障能力等6个方面构建起包含30个二级指标的社区减灾能力评价指标体系。经过指标序列的影响空间和标准模式的构建、灰靶变换和靶心度分级,进行社区减灾能力分级评价。以苏州新区作为案例分析研究区,借助于ArcMap10.2软件得到该区域的社区减灾能力空间分布特征图。分析结果表明,研究区社区减灾能力总体上呈现东区较好,西区较弱,区域内社区减灾能力建设不平衡特征。研究区各街道和社区的灾害风险评估能力和灾害管理能力较好,工程防御能力总体分布不均衡,经济基础支撑能力、救援与保障能力、公众认知能力较差,说明社区综合减灾能力不足,今后应从单纯依赖减灾示范社区建设转变为加强社区综合减灾能力的内涵建设。     

基于不可控蒸散的人类可持续耗水量遥感估算方法研究

正准确的水资源量对于水资源规划,保障生态环境和经济协调可持续发展,以及应对全球气候变化有着重要的意义,也符合最严格水资源管理制度的需求。然而已有的水资源量估算方法并不适合高度人工干扰的水循环环境。本文以解决"水资源量有多少"为目标,提出了耗水管理理念下的人类可持续耗水量估算方法。通过对城区和农田区不可控ET的估算方法研究,估算了海河流域及