區(qū)域蒸發(fā)蒸騰量的遙感估算——以民勤綠洲為例.pdf

1、蒸發(fā)蒸騰量是地球表面水量和能量平衡中的重要分量。蒸發(fā)蒸騰通過(guò)水文循環(huán)影響著區(qū)域乃至全球的氣候、生態(tài)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?，F(xiàn)今，區(qū)域水管理正在由增加水資源供給向減少水量消耗的方向轉(zhuǎn)變。蒸發(fā)蒸騰量的時(shí)空分布可以用來(lái)更好地了解區(qū)域的蒸發(fā)蒸騰損失，并且直觀(guān)地反映出不同土地利用類(lèi)型的水量消耗，便于管理者建立土地利用、水量消耗以及水量分配三者之間的聯(lián)系。 在農(nóng)田尺度，非理想的環(huán)境中，蒸發(fā)蒸騰量的估算遵循傳統(tǒng)的“三步驟”法：參考作物蒸發(fā)蒸騰量——作物系

2、數(shù)——土壤水分修正系數(shù)。也可以通過(guò)渦度相關(guān)儀、波紋比儀、蒸滲儀等實(shí)測(cè)獲得。然而，由于蒸發(fā)蒸騰的區(qū)域變異性，使得利用上述方法估算得到的結(jié)果只能代表局地而不能將其擴(kuò)展到大尺度范圍。 利用遙感研究大尺度范圍的蒸發(fā)蒸騰已被證明是唯一經(jīng)濟(jì)可行的方法。遙感傳感器可以快捷、周期地獲取大范圍的二維甚至三維分布的地表電磁波信息，從而將地面站點(diǎn)的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)擴(kuò)展到“面”區(qū)域；遙感技術(shù)可以測(cè)得用來(lái)計(jì)算蒸發(fā)蒸騰的能量和水量平衡方程中的物理項(xiàng)。如，利用熱紅外

3、波段信息反演得到地表溫度，可以用來(lái)求得能量平衡方程中的凈輻射通量。 本文在闡述利用遙感研究蒸發(fā)蒸騰量的基本原理和方法的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了國(guó)內(nèi)外常用的遙感蒸發(fā)蒸騰模型，并選取了物理基礎(chǔ)較為堅(jiān)實(shí)、所需氣象資料較少、國(guó)際上常用的SEBAL模型，利用現(xiàn)有的LandsatTM/ETM+遙感數(shù)據(jù)對(duì)民勤綠洲三個(gè)年份的日蒸發(fā)蒸騰量進(jìn)行了估算。 通過(guò)兩種方法對(duì)模型的估算結(jié)果作了驗(yàn)證和分析：1)點(diǎn)驗(yàn)證。采用美國(guó)Idaho大學(xué)編寫(xiě)的REF-E

4、T軟件包中的Penman-Monteith模型計(jì)算得到研究區(qū)氣象站點(diǎn)的日參考作物蒸發(fā)蒸騰量，并結(jié)合附近試驗(yàn)站的作物系數(shù)資料，得出該點(diǎn)作物的潛在蒸發(fā)蒸騰量，將結(jié)果與由SEBAL模型得到的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的蒸發(fā)蒸騰量相比較；2)面驗(yàn)證。根據(jù)收集到的石羊河流域氣象站及試驗(yàn)站共七個(gè)站點(diǎn)的資料計(jì)算得到相應(yīng)點(diǎn)的日作物需水量，綜合各個(gè)站點(diǎn)的經(jīng)(lg)、緯度(la)、DEM(dem)及由其派生的坡度(sl)、坡向(ap)信息進(jìn)行回歸分析，將得到的表達(dá)式通過(guò)上述參

5、數(shù)的柵格信息(100m×100m)在整個(gè)流域進(jìn)行尺度擴(kuò)展，得出流域作物潛在蒸發(fā)蒸騰量的空間分布圖，將該方法得到的潛在蒸發(fā)蒸騰量的分布范圍與SEBAL模型計(jì)算得到的農(nóng)田區(qū)實(shí)際蒸發(fā)蒸騰量的分布范圍相比較。結(jié)果表明，SEBAL模型可以較為合理、有效地繪制出民勤綠洲的蒸發(fā)蒸騰量分布圖，從而有利于宏觀(guān)把握民勤綠洲的耗水規(guī)律及分布特征。 在估算區(qū)域蒸發(fā)蒸騰量的過(guò)程中，得到了許多有意義的分量，本文選取了地表特征參數(shù)——?dú)w一化植被指數(shù)NDVI、