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时间:2019-10-13
《ETWatch:ET遥感监测系统-中国节水灌溉网》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、区域蒸散遥感监测与应用分析吴炳方闫娜娜熊隽杨雷东中国科学院遥感应用研究所蒸散即蒸腾蒸发量(ET)指植被蒸腾和土壤蒸发的总和。蒸散是水循坏中的一个重要纽成部分,受大气、土壤、植被等很多要素的影响。随着遥感技术的不断发展,蒸散发估算方法理论研究得到了长足的进步02X78116,71,蒸散估算精度的提高使得蒸散的应用在全球也得到了相应的推广,在农业灌溉和管理、水资源管理、旱情监测等方血都能发挥其重要的作用。ET估算旨在提供以下决策信息:多少水蒸发到大气中;监测作物和旱情;评价灌溉系统的执行情况;改善天气预测。Allen[1]对
2、SEBAL进行了改进,提出Metric模型进行ET估算,并在Idaho州的两条流域进行了成功的应用。在新墨西哥州已将ET估算作为一个工具集成到现有的两个决策支持系统中:农业水资源决策支持(AWARDS)和栅格地表地下水文分析模型(GSSHA):12],在埃及,Mohamed基于SEBAL的ET估算结果用于尼罗河子流域的水平衡分析问,为水资源管理服务。在印度,将遥感估算的ET应用到2001-2002年早春季节小麦、雨季水稻的用水牛产力估算中指导农业牛产[⑷o在屮国黄河三角洲基于SEBALU法估算ETC20],进而分析各灌区
3、的灌溉盂水虽,通过灌溉指标的计算评价各灌区的灌溉效率。在中国海河流域基于ETWatch佔算2002-2006年ET⑵如,并应川蒸散结果进行降雨盈亏分析、灌溉水量分析和水量平衡分析等。随着遥感技术的发展,区域蒸散的估算精度会人人提高,遥感估算蒸散在区域水管理中的应用也会越来越广。但是由遥感监测得到的蒸散数据有其白身的特点,理解和掌握这些特点是应用好遥感蒸散数据的基础。本文结合馆陶县和大兴县的遥感蒸散数据,进行应用分析。1.蒸散估算方法冃前在区域尺度上估算地表蒸散主耍有两种方法:一是使用遥感表而辐射温度结合气温以及系列阻抗公
4、式求取显热,通过能量平衡余项表示蒸散;二是在Penmon-Monteith公式(下文屮简称为P-M式)的基础上,川地温一植被指数或具他方式来推算P-M公式屮的表面阻抗,直接进行蒸散计算。一燉认为前者精度较高而后者因其参数较为简单而易于应用。受云或其它大气因素的影响,遥感在非睛好天气时无法获得可用的可见光和热红外数据,因此所获得的陆而参数实际上在时间上是不连续的,因此要充分利用晴好遥感数据和气象观测数据。本文所用的蒸散数据采用ETWatch系统⑵]计算,该系统利用多源遥感数据(LandsatTM和MODIS/AVHRR),
5、采用余项式与P-M方程相结合的方法计算蒸散。以Penman-Monteith方程为基础,采用多时和的可见光/热红外遥感数据,以及每FI常规气象数据,建立下垫血表面阻抗模型,使用邻近晴好H的阻抗外推得到有云H的阻抗,利川逐FI气象数据与遥感反演参数,获得逐日连续的蒸散,形成业务化的区域尺度上陆面蒸散遥感监测处理链(图1)。MctcuroloKkal6、卫南海河流域,在东经115.01^115.46和北纬36.46〜36.78之间,总面积456.3平方公里。属于暖温带半湿润地区人陆型季风气候,多年平均降雨量548.7mm。馆陶县为冲洪积平原,耕地而积48.4万亩,有效灌溉而积占83%O据2001年的统计资料,农业占全县社会总产值的60%以上,是典型的农业县。种植作物小麦、玉米和棉花为主。70年代大规模开发利用地下水,到目前为止地卜-水位超采很严重,地下水位己经卞降到20.66mo尽管卫运河是馆陶县地表水的主要来源,由于卫运河自X0年代示经常断流,在用汛期获取的水也只能用7、于侧向补给地下水。减少开采地下水,实现地下水的可持续利用是县地下水管理规划的重点。馆陶县己经开展应用蒸散技术提高地下水管理的措施,于2004年11月山县政府批转出台了以ET为水权决策基线的可操作的《水资源分配与水权体系建设方案》,并采収各种节水措施降低ET,把ET理论投入实际应用。英中蒸散估算采用传统的方法,遥感佔算的蒸散能在馆陶很好的分析应用,对水资源分配、地下水管理提供更科学的依据。馆陶县的土地利用以耕地为主,利用2005年的TM影像和面向对象的白动信息提取方法,结合人工修改的方法完成的土地利用解译工作,如图3所示28、005年的土地利川分布图和面积统计结果(农1)。馆陶县土地利用以耕地和居M地为主。受到解译影像分辨率的限制,耕地屮包括III块之间的农村小道,因此耕地面积与统计数据之间的口径不一致,两者结果会有差界。类型面积(km2)%水体4.00.9%乔木绿地12.02.6%城氛居民地7.01.5%农村居民地40.99.0%自然裸
6、卫南海河流域,在东经115.01^115.46和北纬36.46〜36.78之间,总面积456.3平方公里。属于暖温带半湿润地区人陆型季风气候,多年平均降雨量548.7mm。馆陶县为冲洪积平原,耕地而积48.4万亩,有效灌溉而积占83%O据2001年的统计资料,农业占全县社会总产值的60%以上,是典型的农业县。种植作物小麦、玉米和棉花为主。70年代大规模开发利用地下水,到目前为止地卜-水位超采很严重,地下水位己经卞降到20.66mo尽管卫运河是馆陶县地表水的主要来源,由于卫运河自X0年代示经常断流,在用汛期获取的水也只能用
7、于侧向补给地下水。减少开采地下水,实现地下水的可持续利用是县地下水管理规划的重点。馆陶县己经开展应用蒸散技术提高地下水管理的措施,于2004年11月山县政府批转出台了以ET为水权决策基线的可操作的《水资源分配与水权体系建设方案》,并采収各种节水措施降低ET,把ET理论投入实际应用。英中蒸散估算采用传统的方法,遥感佔算的蒸散能在馆陶很好的分析应用,对水资源分配、地下水管理提供更科学的依据。馆陶县的土地利用以耕地为主,利用2005年的TM影像和面向对象的白动信息提取方法,结合人工修改的方法完成的土地利用解译工作,如图3所示2
8、005年的土地利川分布图和面积统计结果(农1)。馆陶县土地利用以耕地和居M地为主。受到解译影像分辨率的限制,耕地屮包括III块之间的农村小道,因此耕地面积与统计数据之间的口径不一致,两者结果会有差界。类型面积(km2)%水体4.00.9%乔木绿地12.02.6%城氛居民地7.01.5%农村居民地40.99.0%自然裸
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