灌溉用水監(jiān)測作為農(nóng)業(yè)用水管理中的重要內(nèi)容,灌溉面積及其空間分布信息的準(zhǔn)確獲取可為農(nóng)業(yè)用水管理提供科學(xué)支撐,幫助提高農(nóng)業(yè)用水效率。傳統(tǒng)的灌溉面積監(jiān)測是基于人工觀測、上報統(tǒng)計(jì),是基于點(diǎn)觀測的信息,獲得的數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確反映大范圍區(qū)域內(nèi)的灌溉面積空間分布狀態(tài),且時效性差,嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)用水管理的精細(xì)化水平。遙感手段作為一種區(qū)域化大范圍的監(jiān)測技術(shù),已逐漸被引入灌區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化管理中。近年來也有一些基于遙感土壤含水量的變化特征獲取灌溉面積的嘗試,這些方法雖然避免了傳統(tǒng)地面觀測手段時效性差、空間描述性差的缺點(diǎn),但遙感土壤含水量的精度容易受植被覆蓋的影響,且土壤含水量還會受降水等因素干擾而產(chǎn)生波動,進(jìn)而影響灌溉面積的識別精度。本文基于水量平衡原理,引入蒸散發(fā)量來消除上述方法的缺點(diǎn),同時考慮數(shù)據(jù)獲取的便捷性,采用較低分辨率的MODIS數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,進(jìn)行遙感土壤含水量和蒸散發(fā)協(xié)同的灌溉面積提取。本文以內(nèi)蒙古河套灌區(qū)的義長灌域?yàn)槔?基于2014年5月13日至5月31日的氣象數(shù)據(jù)和MODIS 1km產(chǎn)品數(shù)據(jù),利用陸地表面能量平衡模型(Surface Energy Balance Algorithms for Land,SEBAL)計(jì)算了河套灌區(qū)義長灌域的蒸散發(fā)量,用修正的垂直干旱指數(shù)模型(Modified Perpendicular Drought Index,MPDI)獲取了研究時段始末的土壤含水量,將降水量與計(jì)算所得蒸散發(fā)量、土壤含水量代入水量平衡原理計(jì)算得到灌溉水量;由于農(nóng)業(yè)灌溉是發(fā)生在田間尺度的活動,1km尺度的信息不能直接用于解釋田間尺度的變化,為進(jìn)一步提高適用于田間尺度的分析研究,本文又引入了農(nóng)作物像元豐度,將1km尺度灌溉面積轉(zhuǎn)換到田間尺度,并提出了1km尺度的灌溉面積計(jì)算公式,獲取了義長灌域的灌溉面積。結(jié)果表明,義長灌域的土壤含水量、蒸散發(fā)量、灌溉水量以及灌溉面積總體上呈現(xiàn)出研究區(qū)北部高于南部的趨勢,且該結(jié)果與灌區(qū)自北向南灌溉的順序一致。用灌溉面積計(jì)算公式獲取的灌溉面積為82.29萬畝,與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對比,灌溉面積識別的精度為81.13%。因此,引入遙感蒸散發(fā)量來獲取灌溉面積,既避免了單一用土壤含水量識別灌溉面積時降水與植被覆蓋的影響,又提高了灌溉面積獲取的時效性,適用范圍更廣,可為灌區(qū)精細(xì)化管理與科學(xué)灌溉提供有效的數(shù)據(jù)和方法支撐。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S274;S127
【部分圖文】：

圖 3.1 2014 年 5 月 25 日義長灌域 NDVI 圖表 3.1 義長灌域部分農(nóng)作物灌溉信息時間 干熱地（萬畝） 春小麥（萬畝） 春玉米（萬畝）2014 年 5 月 5 日 一水 61.94 一水 1.1 02014 年 5 月 20 日 一水 112.32 一水 6.4 02014 年 5 月 31 日 一水 141.73 二水 6.45 02014 年 6 月 20 日 一水 141.73 三水 4.39 一水 2.94注1） 一水指第一次灌溉，二水指第二次灌溉，三水指第三次灌溉表3.2 義長灌域農(nóng)作物種植面積名稱 種植面積 名稱 種植面積干熱地 141.83 萬畝 葵花 67.62 萬畝

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本文編號：2827335