基于遥感的sebal模型反演区域地表水热通量研究——以武汉市为例

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1、南京信息工程大学硕士学位论文摘要显热通量和潜热通量是大气、水文、生态模式中的关键物理因子，是众多数值天气预报、区域气候模型和区域水文模型的重要输入参数；同时也是农业生态研究、森林生态研究、城市绿地生态效应研究中的重要指标。本文利用2001年5月、7月、9月3幅的武汉市LandsatETM+高分辨率遥感影像经辐射定标、大气校正和几何校正后，选取合理且成熟的算法反演地表反照率、比辐射率、植被结构参数、地表温度，结合同时期的土地利用数据来改进地表动力学参数，通过对过小风速进行适当调整来对摩擦速率进行改进。以这些参数作为输入，基于SEBAL模型以及地面观测资料估算地表

2、显热通量、潜热通量；并进行潜熟通量与地表参数的相关性分析，探讨了河流水体对湿地的水热通量的影响。地表水热通量反演结果反映了武汉市的水热格局，且潜热通量和日蒸发估算结果经初步检验与比较，认为具有较高可信度，利用SEBAL模型估算城镇区域水热通量实用可行。地表水热通量和日蒸散量估算表明，城镇、工矿地表的显热通量最高，3幅影像都超过了350w／m2，7月份更是达到了455．2W／m2；林地、草地的显热通量在100～160,／m2之间；湿润地表面如湿地、水田、河渠的显热通量最小，在25～80w／m2之间，城镇下垫面具有较高的显热通量，植被区域的显热通量比较小，显热通量

3、的高值区与地表温度有着很好的对应关系，可以较好的指示城市热岛的分布特点。潜热通量则相反，植被覆盖度较高、表面温度较低和表面湿度较大的区域，潜热通量较高。潜热通量较高的湿地，水田、林地、草地，都在400,／m2以上，7月份更是在500W／m2以上，说明表面湿度较大和植被覆盖度高的区域，潜热通量较高；城镇、工矿潜热通量相对较小，在60至220w／m2之间。潜热通量与地表参数相关性分析表明，城镇地表潜热通量与反照率、植被指数、植被覆盖度相关性较高：植被区域潜热通量与地表粗糙度、植被指数、植被覆盖度相关性较高。且在70至120米内，大型水体对湿地显热通量、潜热通量有一

4、定的减小和增加的作用。关键词：地表水热通量；遥感；SEBAL；城镇南京信息工程大学硕士学位论文AbstractArea-averageheatfluxandlatentheatfluxesarethephysicalfactorsofthemeteorological，hydrologicalandecologicalmodels．Also,they扣．cthemajorinputparametersoftheNumericalWeatherPrediction,regionalmeteorologicmodelandregionalhydrologicalm

5、odel．n锣alsocanbeusedasthemajorindexintheresearchofa芦oecology,forestecologyandurbaneco]ogicaleffectsofgreenbelts．CombiningwithLandsatETM+hi【ghresolutionremotesensingimagesafterradiometriccalibrationandatmosphericcorrection,thereasonableandmaturealgorithmsarechosentOretrievethesurface

6、albedo，temperatureoftheearth’Ssurface,theemissivityandthevegetationalstructuralparameters．UsingtheseparametersastheinputsoftheSEBALmodel，thelandsurfacewaterandheatfluxesanddailyevaporationaleestimated．TheCorrelationanalysisbetweenlatentheatfluxandlandsurfaceparametersaremadeandthein

7、fluencesofriverwateronthelandsurfacewatel-andheatfluxesa糟discussed．Theinversionresultsofheatfluxsurfaceofheatandwaterreflectedinwuhan,andthelatentheatfluxandevaporationestimationresultsonthepreliminarytestandcomparethatwithhi曲confidence，usingSEBALmodeltoestimatewaterandheatfluxesofu

8、rbanareas、^dmpracti