基于數(shù)據(jù)融合算法的灌區(qū)蒸散發(fā)空間降尺度研究
本文選題:遙感 切入點(diǎn):數(shù)據(jù)融合 出處:《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》2017年04期 論文類型:期刊論文
【摘要】:采用Landsat和MODIS數(shù)據(jù),通過(guò)增強(qiáng)自適應(yīng)融合算法(Enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model,ESTARFM)對(duì)蒸散發(fā)進(jìn)行空間降尺度,構(gòu)建田塊尺度蒸散發(fā)數(shù)據(jù)集;利用2015年田間水量平衡方法計(jì)算的蒸散發(fā)數(shù)據(jù)對(duì)融合結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在融合蒸散發(fā)基礎(chǔ)上,結(jié)合解放閘灌域2000—2015年間種植結(jié)構(gòu)信息,提取不同作物各自生育期和非生育期內(nèi)年際蒸散發(fā)量,并分析了大型灌區(qū)節(jié)水改造以來(lái),作物蒸散發(fā)占比的年際變化。研究結(jié)果表明:融合蒸散發(fā)與水量平衡蒸散發(fā)變化過(guò)程較吻合,小麥耗水峰值出現(xiàn)在6月中下旬—7月初,玉米和向日葵峰值出現(xiàn)在7月份。在相關(guān)性分析中,玉米、小麥和向日葵的決定系數(shù)R2分別達(dá)到了0.85、0.79和0.82;生育期內(nèi)玉米(5—10月份)、小麥(4—7月份)和向日葵(6—10月份)的均方根誤差均不高于0.70 mm/d;平均絕對(duì)誤差均不高于0.75 mm/d;相對(duì)誤差均不高于16%。在農(nóng)田蒸散發(fā)總量驗(yàn)證中,融合蒸散發(fā)與水量平衡蒸散發(fā)相關(guān)性較好,兩者決定系數(shù)達(dá)到了0.64;贓STARFM融合算法生成的高分辨率蒸散發(fā)(ET)結(jié)果可靠,具有較好的融合精度。融合結(jié)果與Landsat蒸散發(fā)的空間分布和差異性一致,7月23日、8月24日和9月1日相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.85、0.81和0.77;差值均值分別為0.24 mm、0.19 mm和0.22 mm;標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.81 mm、0.72 mm和0.61 mm。ESTARFM融合算法在農(nóng)田蒸散發(fā)空間降尺度得到較好的應(yīng)用,可有效區(qū)分不同作物蒸散發(fā)之間的差異。不同作物在生育期和非生育期內(nèi)耗水量差別較大;生育期內(nèi)套種(4—10月份)耗水量最大,達(dá)到637 mm,玉米(5—10月份)和向日葵(6—10月份)次之,分別為598 mm和502 mm,小麥(4—7月份)最低為412 mm;非生育期內(nèi),小麥(8—10月份)耗水量最大,年均達(dá)到214 mm,玉米(4月份)和向日葵(4—5月份)分別為42 mm和128 mm。不同作物多年平均耗水量(4—10月份)差異較小,其年際耗水總量主要隨作物種植面積的變化而變化。
[Abstract]:Based on the Landsat and MODIS data, an enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model is used to downscale the evapotranspiration and construct a field scale evapotranspiration dataset. The data of evapotranspiration calculated by the field water balance method in 2015 were used to evaluate the fusion results. Based on the fusion evapotranspiration, the information of planting structure in the irrigation area of Jiefang Gate from 2000 to 2015 was combined. The interannual evapotranspiration of different crops during their respective growth period and non-growth period was extracted, and the water saving transformation of large irrigation area was analyzed. The interannual variation of crop evapotranspiration. The results show that the process of evapotranspiration is consistent with that of water balance evapotranspiration, and the peak value of wheat water consumption appears in the middle and late days of June to the beginning of July. The peak value of maize and sunflower appeared in July. In the correlation analysis, corn, The mean square root errors of wheat and sunflower were less than 0.70 mm / d, the mean absolute error was not higher than 0.75 mm / d, and the mean absolute error was not higher than 0.75 mm / d, respectively, and the mean root mean square error (RMS) of wheat and sunflower was 0.85 mm / d and 0.82 mm / d, respectively, and the mean root mean square error (RMS) was not higher than 0.70 mm / d, respectively, and the mean absolute error was not higher than 0.75 mm / d. The error is not higher than 16. In the verification of the total evapotranspiration of farmland, The correlation between fusion evapotranspiration and water balance evapotranspiration is good, the determination coefficient of them is 0.64. The result of high resolution evapotranspiration based on ESTARFM fusion algorithm is reliable. The fusion result is consistent with the spatial distribution and difference of Landsat evapotranspiration. The correlation coefficients of July 23rd, August 24th and September 1st are 0.85mm 0.81 and 0.77mm, respectively. The average value of the difference is 0.24mm / 0.19mm and 0.22mm respectively. The difference between 0.81 mm 0.72 mm and 0.61 mm.ESTARFM fusion algorithm was applied to the spatial downscaling of farmland evapotranspiration. The difference of evapotranspiration between different crops can be effectively distinguished. There are great differences in water consumption between different crops during growth period and non-growth period. The water consumption of interplanting during growth period is the highest, which is 637 mm, followed by May to October of maize and June to October of sunflower. 598 mm and 502 mm, respectively. The lowest in April to July was 412 mm. In the non-growth period, the water consumption of wheat was the highest in August to October. The annual average annual water consumption was 214mm, April) and sunflower (April / April) were 42 mm and 128 mm. respectively. The annual average annual water consumption of different crops varied slightly, and the total annual water consumption mainly varied with the crop planting area.
【作者單位】: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;國(guó)家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心;
【基金】:“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD08B01) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51679254) 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC0400101)
【分類號(hào)】:S161.4
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,本文編號(hào):1584779
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