基于RS和GIS的黃三角經(jīng)濟區(qū)降水量時空變化研究
本文關(guān)鍵詞:基于RS和GIS的黃三角經(jīng)濟區(qū)降水量時空變化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:21世紀以來,全球的水環(huán)境面臨著巨大危機,我國不斷出現(xiàn)水資源短缺,洪澇災(zāi)害等問題。降水維系著大氣過程和地表過程,是兩者的一個水分通量,同時也是地球水循環(huán)的一個重要組成部分,是水資源的重要來源之一,在氣象學、氣候?qū)W和水文學上具有重要的意義。降水變化的時空分布影響著土地的水文等過程,特別是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)只取決于降水資源的領(lǐng)域來說,,降水影響尤其顯著。與其他水文氣象參數(shù)不同,降水的時間和空間分布受季節(jié)、緯度和較多地理因子的影響,變率大,具有明顯的年際和年內(nèi)變化特點,常常表現(xiàn)為非正態(tài)分布,因此該大氣變量的衡量亦是當前的難點之一。降水站點受多種因素的影響,常常分布不均且數(shù)量不足,這就為區(qū)域的降水估算帶來極大不便。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,利用氣象衛(wèi)星推測區(qū)域降水時空分布大大彌補了這方面的不足,越來越受到更多研究學者的關(guān)注。 本文的研究區(qū)選取的是黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)(簡稱為“黃三角經(jīng)濟區(qū)”),該地區(qū)位于山東北部,多平原丘陵,其發(fā)展是以環(huán)境承載力為依據(jù),以生態(tài)保護為前提,水環(huán)境受降水影響較大,同時具有豐富的農(nóng)業(yè)儲備,因此研究降水時空分布對農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展都具有十分重要的意義。 本文利用熱帶降雨測量衛(wèi)星(TRMM)獲取的3B43產(chǎn)品數(shù)據(jù),選取2001-2013年月尺度降水,首先經(jīng)過數(shù)據(jù)讀取,空間校正,圖像裁剪,中心像元提取等操作,得到與實測資料相同時間下的降水值,在不同時間尺度下,對提取的中心像元值與實測數(shù)據(jù)建立一元線性回歸方程,檢驗中心像元值的可靠性和精度水平;其次,對像元數(shù)據(jù)的空間分布進行正態(tài)分布驗證,從多種插值方法中選取最優(yōu)插值方法,得到較高分辨率下的區(qū)域降水,并結(jié)合氣象數(shù)據(jù)對其回歸校正;利用選取的最優(yōu)插值分析方法和回歸模型在不同時間尺度上獲得校正后的整個區(qū)域的降水,從分配比例、空間分布、降水距平比等方面分析2000年以來的黃三角經(jīng)濟區(qū)降水的時空變化;最后結(jié)合MODIS影像和氣象數(shù)據(jù)分析本區(qū)域降水與氣象因子及地表參量的相互變化規(guī)律。 研究表明,利用衛(wèi)星測算結(jié)合空間插值的方法彌補了站點不足情況下降水數(shù)據(jù)的獲取,可以用來研究該地區(qū)降水的空間變化規(guī)律;在進行插值計算之前,檢測空間數(shù)據(jù)的自相關(guān)性,了解數(shù)據(jù)的分布特性,可以優(yōu)選插值方法,針對于該研究區(qū),徑向基函數(shù)法的內(nèi)插結(jié)果相較于其他方法準確度更高,因此確定為本文的最優(yōu)插值方法;不同時間尺度下黃三角經(jīng)濟區(qū)的降水量空間分布總體趨勢為南多北少,東多西少,年際變化有增加趨勢;該區(qū)域降水變化受水汽含量、季風、洋流、地形等因素綜合影響,氣壓、溫度、空氣濕度等氣象要素與降水之間相關(guān)關(guān)系顯著,呈明顯的正相關(guān)或負相關(guān)變化;該地下墊面單一,但是平均NDVI與降水之間仍呈正相關(guān)變化,此外人類活動也通過改變下墊面的狀況,對降水產(chǎn)生影響。
【關(guān)鍵詞】:TRMM 降水 時空變化 影響因素
【學位授予單位】:山東師范大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:P426.6;P208;P407
【目錄】:
- 目錄4-7
- 摘要7-9
- Abstract9-11
- 1 緒論11-21
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
- 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
- 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-17
- 1.3.1 研究內(nèi)容15-16
- 1.3.2 技術(shù)路線16-17
- 1.4 研究區(qū)概況17-21
- 1.4.1 自然特征17-20
- 1.4.2 人文特征20-21
- 2 區(qū)域降水估算方法21-27
- 2.1 基于地面測算的空間插值21
- 2.2 基于遙感反演算法估算21-26
- 2.2.1 可見光/紅外降水反演算法22-23
- 2.2.2 被動微波降水反演算法23-24
- 2.2.3 降水雷達反演算法24-25
- 2.2.4 多傳感器融合算法25-26
- 2.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)26-27
- 3 降水估算及檢驗27-46
- 3.1 數(shù)據(jù)源27-29
- 3.1.1 TRMM 數(shù)據(jù)27-28
- 3.1.2 氣象資料28
- 3.1.3 MODIS 數(shù)據(jù)28-29
- 3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理29-33
- 3.2.1 TRMM 讀取29-31
- 3.2.2 TRMM 預(yù)處理31-33
- 3.3 TRMM 數(shù)據(jù)可靠性檢驗33-36
- 3.3.1 月尺度下的可靠性檢驗34
- 3.3.2 季尺度下的可靠性檢驗34-35
- 3.3.3 年尺度下的可靠性檢驗35-36
- 3.3.4 參數(shù)比較36
- 3.4 面降水估算36-42
- 3.4.1 探索性數(shù)據(jù)分析37-40
- 3.4.2 插值方法原理40
- 3.4.3 插值方法分析40-42
- 3.5 插值回歸分析及結(jié)果校正42-46
- 3.5.1 不同時間尺度下插值回歸43-44
- 3.5.2 相關(guān)系數(shù)分析及結(jié)果校正44-46
- 4 降水時空特征分析46-56
- 4.1 月降水時空特征46-49
- 4.1.1 月降水分配比46-47
- 4.1.2 月降水空間分布47-49
- 4.2 季降水時空特征49-52
- 4.2.1 季降水時間變化49-51
- 4.2.2 季尺度空間分布51-52
- 4.3 年降水時空分析52-56
- 4.3.1 年降水時間變化52-53
- 4.3.2 年降水空間分布53-54
- 4.3.3 降水距平百分比54-56
- 5 降水影響因素分析56-66
- 5.1 降水形成機理56
- 5.2 降水影響因素56-66
- 5.2.1 大尺度影響因子57-58
- 5.2.2 區(qū)域降水的影響因子分析58-66
- 6 結(jié)論與展望66-69
- 6.1 結(jié)論66-67
- 6.2 展望67-69
- 參考文獻69-73
- 攻讀學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果73-74
- 致謝74-75
【參考文獻】
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本文關(guān)鍵詞:基于RS和GIS的黃三角經(jīng)濟區(qū)降水量時空變化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:308881
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