基于dem的地面光热资源模拟与农业应用

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1、杨昕西北大学硕士学位论文式中，船，竹是平面坐标，zf是(Xi，竹)对应的高程值。当该序列中各平面向量的平面位置呈规则排列时，其平面坐标可省略，此时DEM就简化为一维向量序列{zf，1=1，2．3，⋯，H>。DEM的表示方法有数学分块曲面表示法、规则格两表示法和不规则三角网(TriangularIrregularNetwork，简称TIN)表示法等，主要表示模型有规则格网模型、等高线模型、不规则三角网模型及层次模型等。DEM应用可遍及整个地学领域．在测绘中用于绘制等高线、坡度图、坡向图、立体透视图、立体景观图，并应用于制作正射影像图、立体匹配片、立体地形模型及地图的修测：

2、在各种工程中可用于体积和面积的计算、各种剖面图的绘制及线路的设计：在军事上可用于导航、带4作战电子沙盘、通讯、作战任务的计划等；在遥感中可作为分类的辅助数据；在环境与规划中可用于土地现状的分析、各种规划及洪水险情预报等。此外，由DEM还能派生平面、立体等高线图，晕演图，通视图，纵、横断面图。三维立体透视图及三维立体彩色图，景观图等。山区太阳辐射的分布主要受地形形态的影响。在没有使用数字高程模型(DEM)时，太阳辐射的计算中．地形因子的准确计算是比较困难的问题．一般以较大的格网为基础，在地形图上量取．相对于l：5万，栅格分辨率为25米的DEM要粗略的多，而且受人工因素的影

3、响较大。傅抱璞将影响区域小气候的因素分为两大类：宏观地形因素(包括大山脉走向、总体高度和长度等)和微观地形因素(包括局地海拔高度、坡向、坡度和地形形态)。他在具体计算时，选择了一些典型的地形作为代表．例如在计算不同地形下辐射分量时选取了东、西、南、北坡及东西走向谷地(包括长谷、河谷、和峡谷等)和近乎圆形的山谷或盆地．而实际上地表是连续起伏变化的。常常(a)(b)图l-I．DEM及栅格地块接受光照的差异示意圈第一章绪论是各种地形的组合。这种基于典型地形的太阳辐射模型是不能满足实际需要的a另一种方法是进行实地的测量，可是山区崎岖不平．要想获得详尽的区域分布资料，不仅耗费大量

4、的人力物力而且也是不切实际的。DEM的提出解决了上述问题。图1．1(a)为栅格化地面的三维模型，图1．1(b)显示出所建立的栅格单元，除了具有平面坐标信息外，还具有一定的地面坡度与坡向。对于任一太阳入射光．必然具有相应的瞬时所接受的辐射量。因此，DEM的建立，为栅格单元太阳辐射的计算创造了重要的条件。主要表现在能够提取模拟所用到的坡度、坡向值，能够利用光线追踪算法计算地形遮蔽信息，最后还可用来对模拟结果的区域可视化表达等。同样，在进行地表温度的模拟时，可以从DEM获的经、纬度及高程信息．是温度计算的基础数据。值得注意的是．数字高程模型的地形描述精度在很大程度上受其信息源

5、精度与栅格分辨率的影响，了解研究的空问尺度条件，选择适用的DEM是进行太阳辐射和地表温度等气象资源有效模拟的基础。1．1．3本研究目的和意义1．进行农业区划的需要农业区划的首要任务之一是进行农业资源的综合评价。而日照，温度、降水等都是必不可少的气候资源。太阳辐射与温度、水分条件的不同组合，形成不同的气候类型，尤其在丘陵山地．气候资源的地域分布差异显著。一方面它是农作物生长发育的必要条件，太阳辐射、温度等的差异变化，直接影响农作物的生长和分布。另一方面太阳辐射可作为农业能源动力，而用于烘干农产品、温室、暖房，或用于发电、供应热水等。山地丘陵地区的太阳辐射量受地形的影响非常

6、大，辐射量的不同造成了区域微观积温和日照时数的不同。由于数字高程模型本身数据的特点。利用它进行太阳辐射的模拟能够得到一个载有辐射量信息的具有空间分布规律能量图。因此，基于DEM的太阳辐射模拟能够为农业区划提供精度更高、空间性更强的区域总辐射量及其空间分布规律，为农业资源评价提供依据。2．水土保持与农业利用方面的重要性杨听西北大学硕士学位论文水土流失是当今世界人类发展所面临的主要环境问题之一，中国是一个水土流失十分严重的国家，特别是黄土高原地区的水土流失已经成为制约我国西部发展的主要瓶颈。水土流失及其导致的土地退化和泥沙淤积等问题是全球性严重的环境和灾害问题，尤其在陕北黄

7、土高原地区，水土流失已经成为限制当地生产与人民生活水平提高的关键性制约因子。党中央提出的在黄土高原地区实行“退耕还林草”的战略方针，将对该地区生态的重建，具有十分重要的意义。通过研究区域太阳辐射和温度的差异与植物生长条件之间的关系，为选择何种撮佳生长物提供决策参考，实现最佳的生态与经济综合效益。3．太阳能有效利用太阳一刻也不停地向茫茫宇宙空间辐射着大量的电磁波。其中射向地球的那一部分，向地球输送了大量的光和热。据粗略估计，太阳每分钟向地球输送的热能大约是250亿亿卡，相当于燃烧4亿吨烟煤所产生豹能量，这是非常可观的。地球在一年中从太阳获得