呼图壁流域遥感蒸散发及生态需水研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：呼图壁流域遥感蒸散发及生态需水研究论文题目(外文)：Hutubiremotesensingevapotranspirationandecologicalwaterrequirementresearch研究生姓名：张圆学科、专业：理学地理学学位类别：理学硕士研究方向：地图学与地理信息系统导师姓名职称：郑江华（教授）论文答辩日期2015年5月20日学位授予日期年月日新疆大学硕士研究生学位论文摘要蒸散包含水从土壤表面流失和通过植物蒸腾的全部过程，这两个蒸发过程是同时进行的，并且很难将它们区分开来。蒸散

2、发能够将来自地球表面的70%的降水会返回大气，在干旱地区这个比例可以高达90%。对蒸散过程与机理的深入研究，有助于对陆气相互作用机理和地表能量平衡和水分平衡的进一步了解，也有助于人们正确评估人类活动对于生态环境的影响。本文利用SEBS模型、结合气温、气压等气象数据以及Landsat8遥感影像和DEM高程数据，计算了呼图壁县在2013年植被生长期4-10月份当中代表月份单日的蒸散发量，分析了呼图壁河流域蒸散发的时空分布规律，并且利用彭曼公式和蒸发皿的观测结果对SEBS模型的反演精度进行了分析，也对比了流域内的草地、耕地、林地、水体、裸地、沙

3、地等不同地表覆盖类型的与蒸散发之间的关系。从时间上看，估算结果存在明显的季节变化规律：夏季的蒸散发达到了最大值，春季的蒸散发量小于夏季，秋季的蒸散发量是最小的,以耕地的蒸散发量为例：-1所反演的2013年度四天蒸散发量分别为：1.938,3.136，2.641和1.314mmday。从空间上看，县域蒸散发量整体变化趋势为：北部荒漠区小于中部平原区小于南-1部山区。四天当中最大值出现在南部山区6月9日达到4.128mmday。对SEBS的估算结果与呼图壁县气象站的观察结果和利用彭曼公式计算的结果进行比较，表明SBES模型的结果是合理的，可以

4、在实践中用来反映天山北坡典型县域蒸散量的时空变化特征。基于Landsat8数据与GEOEYE-1遥感数据，使用多尺度遥感方法，以新疆呼图壁县地表蒸散量为例，利用SEBS模型计算天山北坡县域遥感蒸散量估算，服务基于小流域和县域为管理单元的最严格水资源管理。针对军塘湖河流域耕地、呼图壁河流域耕地和北部荒漠交错带区域应用2m分辨率GEOEYE-1影像计算得NDVI和基于NDVI的NDVI-TR法模拟的地表温度。将获得的地表温度和NDVI作为SEBS模型的重要参数参与计算地表蒸散量，采用自制小型蒸渗仪观测数据对估算结果进行评估。结果表明，在使用中

5、分辨率影像Landsat8估算的2新疆大学硕士研究生学位论文地表蒸散量过程中加入GEOEYE-1反演的个别参数，大部分估算结果更加接近自制微型蒸渗仪测定值，估算绝对误差最大值出现在裸地，为28.5%，远低于使用Landsat8影像的54.8%，说明高分影像的参与有助于提高模型估算效率。在估算出研究区的蒸散量的基础上，使用GF-1号影像将研究区分为耕地、林地、沙地、草地、裸地、水体以及其他七个部分，根据蒸散发法计算了呼图壁县草地、林地、耕地这三类主要植被类型的现状生态需水量，对本流域生态保护及恢复提出了政策建议。在最严格水资源管理背景下，较

6、小区域（县级行政区划）或较小流域的更精确蒸散量估算成为水资源合理有效分配和减少资源纷争的必然要求。实现水资源的优化配置和生态环境建设的合理安排，需要从可持续发展的角度出发，遵循自然规律，确立人与自然和谐相处的发展方针。关键词：SEBS；蒸散发；天山北坡；数据融合；生态需水3新疆大学硕士研究生学位论文AbstractEvapotranspirationincludeswaterfromthesoilsurfaceerosionandbyplanttranspirationofwholeprocess,thetwoevaporationpro

7、cessisperformedatthesametime.Anditisdifficulttodistinguishthem.Evaporationfromthesurfaceoftheearthcanreturnedtotheatmospherein70%.Inthearidregion,theproportioncanbeashighas90%.In-depthstudyonevapotranspirationprocessandmechanism,helpusunderstandsurfaceenergybalanceandwate

8、rbalanceandalsohelppeopletocorrectlyassessthehumanactivityinfluenceontheecologicalenvironment.Th