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。     

基于遥感技术的祖厉河流域LUCC与蒸散发研究

本文以陇中黄土高原的祖厉河流域为研究区,基于Landsat系列遥感影像,利用主成分变换方法,与地面温度和植被指数相结合,进行土地利用/土地覆盖提取研究,在此基础上,探讨祖厉河流域土地利用/土地覆盖变化(LUCC)及其驱动因素。利用基于TM影像的SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)模型,从祖厉河流域三期影像提取了区域蒸散发通量。首先进行了NDVI、比辐射率和地面温度等地表参数的计算,然后反演了地表的净辐射、土壤热通量和感热通量,根据能量守恒最终获得日蒸散发量。结合气象观测数据反演作物系数,最后计算月蒸散发量。对同期的土地利用/土地覆盖数据和陆面蒸散发量进行对比分析,探讨了土地利用类型的变化对流域内能量和水分时空分异的影响。     

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。     

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...     

基于气象遥感Priestly-Taylor模型的蒸散发估算——以天津市蓟州区为例

基于Landsat-8数据,采用遥感Priestly-Taylor模型分别估算蓟州区的净辐射通量以及归一化植被指数,进一步计算蓟州区日蒸散发量.区域蒸散发的遥感反演主要解决以下两个问题:一是遥感地表温度的反演;二是估算各类遥感模型所需的地表参数(叶面积指数、NDVI、地表阻抗等),结合物理模型或者半经验公式估算区域蒸散...     

风机对科尔沁草原地表温度和蒸散发的影响

利用Landsat5和Landsat8数据,通过对开鲁风电场建设前、后地表温度(LST)和蒸散发(ET)的模拟,结合根据30m×30m像元统计的风机与周围8个方向的LST、ET均值以及变异系数,研究了风力发电机对科尔沁草原的LST和ET的影响。结果表明:①风力发电机建设不会对科尔沁草原的LST产生明显影响;②风力发电机建设不会改变周围8个方向上ET的原有大小次序;③风力发电机建设将增大原有大小次序的数值差异,使得各方向上的ET变化更加不均匀。     

三温模型与MODIS影像反演蒸散发

提出三温模型结合MODIS数据反演区域蒸散发的方法,在内蒙古草原开展案例研究,以2008年植被生长季(7—10月)的波文比系统观测数据为标准,对该方法进行检验。结果表明:三温模型反演的蒸散发量,平均值、最大、最小值分别为4.58mm/d、9.03mm/d、1.28mm/d;蒸散发反演结果在空间上分布较均匀,与草原的均一性相吻合,在时间上蒸散发的数值先逐渐增大,8月后逐渐减小,与观测结果相一致;三温模型反演的蒸散发量与观测值之间的最小、最大绝对误差分别为0.11mm/d、1.64mm/d,平均绝对误差为0.58mm/d、平均相对误差为17.10%。三温模型在1km空间尺度的反演精度较理想。     

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。     

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.     

黄河三角洲主要城镇人居环境遥感初探

近年来，随着社会经济的不断发展，黄河三角洲地区城镇化进程加快，大、小城镇星罗棋布。为了更好地指导黄河三角洲地区城镇化规划，有许多问题值得深入研究，主要城镇现状对比分析就是其中之一。利用中巴地球资源一号卫星数据对黄河三角洲地区的河口区、仙河镇、孤岛镇、垦利县城、东城和西城进行了研究，比较了其土地利用差别。逐步分析的方法为：①地球资源一号卫星图像数据几何纠正，图像子区裁切；②利用非监督分类方法（ISOD－DATA）将6个图像子区各分为10类；③利用滤波器对分类结果进行去小地块处理；④对滤波后分类图像进行自动矢量化；⑤利用Arc/Info地理信息系统软件进行矢量编辑，分别统计各主要城镇各地类的面积；⑥分析与讨论等。     

黄河三角洲盐碱地遥感调查研究

土壤盐渍化是干旱、半干旱农业的主要的土地退化问题，有关盐碱地的性质、范围、面积、地理分布及盐渍程度等方面的实时、可靠的信息，对治理盐碱地防止其进一步退化和进行农业可持续发展规划至关重要，提出运用Landsat TM遥感数据来获取这些信息。基于地物光谱特征、野外调查建立的地物与影像之间的关系以及土壤和地下水监测数据的辅助，将常规监督分类法和改进的图像分类法两种方法相结合，提取了不同盐渍程度的盐碱地，即光板地14477．67hm^2，重度盐碱地52086．33hm^2，中度盐碱地86699．61hm^2，轻度盐碱地215001.7hm^2，占黄河三角洲总面积的近二分之一（47．4％），除此之外，水体，滩涂，非盐碱地等也作了区分。     

过黄河渡槽的脉动风荷载模拟

根据脉动风压功率谱与脉动风速功率谱之间的关系,利用风压功率谱密度函数矩阵的分解,通过一组余弦函数的和对过黄河渡槽随机形式的脉动风荷载进行了计算机模拟。     

黄河三角洲地区土地利用变化的梯度分析

目前土地利用研究是全球变化研究的前沿问题,虽然黄河三角洲土地利用变化分析在很多文章中都有提及,但都很少提到土地利用变化的梯度分析。本文选择黄河三角洲区域为研究对象,结合GIS技术、理论,对黄河三角洲海岸带地区进行了土地利用变化的梯度分析,为以后更好地开发和研究黄河三角洲土地提供了依据。结果表明:整个黄河三角洲地区耕地面积所占比例最大,越靠近沿海地区,耕地面积越小,未利用土地面积增大;反之,耕地面积越大,未利用土地面积减小。     

流域尺度景观生态耗水研究

笔者将景观生态学、遥感蒸散计算技术等应用于流域生态耗水研究,先利用1980年、1990年、2000年、2005年的4期遥感数据,研究流域土地利用演变特征,并对流域景观生态进行分区。然后利用MOD IS数据和平流干旱模型,计算2005年生长期蒸散分布;再结合流域水资源评价成果,计算景观生态消耗的水资源、不可控水资源和可控水资源;最后又结合规划目标,对白杨河流域生态保护系统2020年与2030年生态需水进行了预测。通过研究,弄清了流域景观生态对象、功能、格局和过程、弄清了其消耗的水资源类型、数量和时空分布,为优化配置水资源、实现流域可持续发展开辟了新途径。     

黄河三角洲地区地下水埋深遥感反演

黄河三角洲地区地理位置特殊,水资源供需矛盾尖锐,为了研究其地下水分布状况,使用MODIS遥感数据、实测土壤相对含水量和地下水埋深数据,利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI)和表观热惯量法(apparent thermal inertia,ATI)对研究区土壤相对含水量进行遥感估算;通过分析不同深度处土壤相对含水量与地下水埋深的相关性,建立了反演地下水埋深的线性方程,得到了研究区地下水埋深分布状况图.结果表明:利用地表10 cm深度处测得的土壤相对含水量反演地下水埋深的结果较为合理;在缺少土壤相对含水量数据时,可以用反映土壤相对含水量高低的因子估算地下水的埋深.     

基于QGIS的黄河三角洲岸线演变预测系统设计与实现

利用元胞自动机模型和蒙特卡罗方法,确定元胞转换规则,构建了一套基于黄河三角洲地区的岸线冲淤演变预测模型,并结合泥沙遥感反演结果和历年遥感图像数据分析近几年岸线演变情况,把开源QGIS作为二次开发平台,构建了黄河三角洲岸线演变预测系统。该系统具有数据管理、地图管理、海岸线预测、数据查询和用户登录等五大功能模块,实现了黄河三角洲海岸线的可视化管理及准确预测。     

黄河三角洲Sentinel-3高精度时空连续海陆表面温度反演

海陆表面温度是理解全球变化与人类活动的关键参数。针对已有温度反演产品海陆边界时空不连续的问题,本文采用Sentinel-3海陆表面温度辐射计(SLSTR)光学与热红外影像,通过植被指数阈值法逐像元计算陆表与海表发射率,基于分裂窗算法反演得到黄河三角洲陆海表面时空连续温度产品。结合地面温度观测和欧洲中期天气预报中心提供的全球中等分辨率数值大气再分析产品,验证了本文陆海温度产品(均方根误差优于1.1K)反演精度高于现有公开的全球产品,可为全球时空连续温度产品反演提供参考。     

分层提取法在黄河三角洲湿地信息提取中的应用

黄河三角洲湿地是世界暖温带保存最广阔、最完善、最年轻的湿地生态系统,具有重要的研究与保护价值。本文以LandsatTM影像作为数据源,采用分层提取思想,利用人工目视解译与决策树分类,运用多种指数模型,提取了2004年黄河三角洲湿地信息。研究表明,采用分层提取法,能够较高精度地提取各种湿地信息,总体精度达到85．53％,其中浅海水域（100％）、养殖池塘（100％）、滩涂（87．5％）、建筑用地（84．62％）的分类精度较好,盐碱地（71．43％）和裸地（73．91％）的分类精度有待进一步的提高。     

Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取

以北方典型河口湿地—黄河三角洲湿地为研究区,采用在特征选择和分类提取等方面具有明显优势的随机森林算法,对研究区内的湿地信息进行提取。首先基于多时相、光谱信息丰富的Sentinel-2数据生成4类不同的特征变量,包括光谱特征、植被指数和水体指数、红边指数、纹理特征;再根据以上特征构建6种不同的提取方案,对黄河三角洲湿地信息进行提取并验证不同方案的提取精度,旨在选择最佳方案改善湿地信息提取的效果。结果表明:(1)有效地使用多种特征变量是提高湿地信息提取的关键,就不同特征对湿地信息提取的贡献率而言,红边指数植被指数和水体指数光谱特征纹理特征;(2)基于随机森林算法优选的特征变量提取效果最佳,总体精度高达90.93%,Kappa系数为0.90,表明随机森林算法可以有效地进行特征选择,在特征变量数据挖掘的同时,仍能保证湿地信息提取的精度,提高运行效率。本研究为湿地信息提取在数据源选择、特征选择和方法选择方面提供了一种新思路、方法和技术手段。