基于遙感和DEM的山區(qū)-平原地表水熱通量估算及對比分析研究.pdf

1、地表水分、熱量的收支狀況在很大程度上決定著地理環(huán)境的組成和演變，故水熱問題是環(huán)境研究方面的核心，將能量關(guān)系與蒸散并行研究更是水熱效應(yīng)研究的中心。其中地表水熱通量的估算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，準(zhǔn)確地確定它對于理解全球或區(qū)域氣候變化及水分循環(huán)極為重要。衛(wèi)星遙感和DEM在地表水熱交換過程研究中的作用越來越大，它們的引入為定量研究非均勻地表和復(fù)雜地形下水熱格局和過程帶來便捷。 本文圍繞山區(qū)-平原地表水熱通量估算及對比分析這一主題，選取肅南

2、山地和張掖平原為研究區(qū)域，以ASTER為遙感數(shù)據(jù)源，通過幾何校正與DEM嚴(yán)格配準(zhǔn)，經(jīng)輻射定標(biāo)和大氣校正，在對多種地表生物物理參數(shù)反演方法進(jìn)行討論和分析的前提下，選取簡便易行的算法反演地表反照率、植被結(jié)構(gòu)參數(shù)、地表溫度，并在DEM輔助下充分考慮坡度、坡向等地形因素模擬入射太陽短波輻射，之后以這些參數(shù)作為輸入，基于SEBS模型估算地表水熱通量(顯熱通量、感熱通量)和日蒸發(fā)，分析日蒸發(fā)與土地利用/土地覆蓋類型的關(guān)系，并進(jìn)行潛熱通量和日蒸發(fā)與地

3、表參數(shù)的相關(guān)性分析和復(fù)雜地形分析。 地表水熱通量和日蒸發(fā)估算結(jié)果反映出肅南山地和張掖平原的地表水熱格局。且潛熱通量和日蒸發(fā)估算結(jié)果經(jīng)初步檢驗(yàn)與比較，認(rèn)為具有一定可信度，說明參數(shù)化方法和模型估算實(shí)用可行； 肅南山地與張掖平原潛熱通量和日蒸發(fā)與該區(qū)不同土地利用/土地覆蓋類型量級分析及肅南山地潛熱通量和日蒸發(fā)與地表參數(shù)相關(guān)性分析表明，植被的覆蓋對下墊面的水熱性狀影響很大。植被條件較好的林地、草地、水澆地日蒸發(fā)較高；植被條件差的

4、寒漠、戈壁、干旱河灘地日蒸散低，其中大部分區(qū)域蒸散發(fā)量為零或接近零。等間距分級統(tǒng)計(jì)擬合肅南山地NDVI、植被覆蓋度、葉面積指數(shù)、地表溫度與潛熱通量和日蒸發(fā)的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果比較認(rèn)為，用植被覆蓋度和地表溫度描述區(qū)域尺度的地表水熱通量可能更好； 肅南山地與張掖平原地表能量通量空間格局對比分析及有無DEM輔助估算的肅南山地潛熱通量和日蒸發(fā)與地形參數(shù)的關(guān)系分析表明，復(fù)雜地形支配著山區(qū)地表能量平衡分量的空間分布，使其空間規(guī)律和量值顯著不同于