本文關(guān)鍵詞：基于遙感的區(qū)域ET分析及水資源利用效率評價

  更多相關(guān)文章： 蒸散發(fā) SEBS模型 MODIS數(shù)據(jù) 禹門口灌區(qū)

【摘要】：蒸散發(fā)(Evapotranspiration,ET)是區(qū)域水-熱循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié),準(zhǔn)確的估算蒸散發(fā)量,對區(qū)域水資源的優(yōu)化配置具有重要的意義。隨著地表能量平衡系統(tǒng)的研究深入和遙感技術(shù)的日趨成熟,利用遙感模型估算蒸散發(fā)量成為當(dāng)前獲取區(qū)域尺度蒸散發(fā)數(shù)據(jù)的一個快捷、方便、有效的方法。在農(nóng)業(yè)水資源利用中,利用遙感蒸散模型可以較為準(zhǔn)確估算灌溉耕地的蒸散發(fā)量及作物需水量。因此本文基于水資源“有益消耗”和“無益消耗”的理念,將遙感反演的農(nóng)田蒸散發(fā)量與有效降雨量之差定義為農(nóng)業(yè)水資源的有益消耗量,并以此評價農(nóng)業(yè)灌溉水利用效率。本文選取禹門口引黃灌區(qū)2007-2012年MODIS影像及氣象站點的氣象觀測數(shù)據(jù),利用ENVI4.8平臺實現(xiàn)SEBS(Surface Energy Balance System)模型運算,計算出區(qū)域的地表反照率、植被指數(shù)等地表參數(shù),進(jìn)而求得各地表能量通量,最終求得日蒸散發(fā)量;將計算成果與氣象站實測日蒸散數(shù)據(jù)對比進(jìn)行精度驗證;同時對地表物理參數(shù)、能量平衡分量、日蒸散發(fā)量的空間分布、時間變化規(guī)律進(jìn)行了分析。主要研究內(nèi)容如下:1、數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理。收集禹門口灌區(qū)2007-2012年的每日遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)以及土地利用等數(shù)據(jù),并篩選出研究區(qū)域上空無云的遙感數(shù)據(jù);對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理,包括遙感影像的投影變換、拼接、裁減、壞值處理;DEM數(shù)據(jù)的重采樣、裁減,坡度、坡向數(shù)據(jù)的計算以及氣象數(shù)據(jù)的整理等。2、遙感蒸散發(fā)量的估算及精度分析。利用SEBS模型計算了地表各能量通量,求得禹門口引黃灌區(qū)2007-2012年序列的蒸散發(fā)數(shù)據(jù)。同時,利用2011年影像質(zhì)量較好的20幅遙感計算結(jié)果結(jié)合稷山、侯馬站的實測蒸發(fā)數(shù)據(jù)對模型精度進(jìn)行驗證。結(jié)果表明遙感模型的估算精度較好,6年間蒸散發(fā)量的年際變化不大,平均值為760.97mm。3、探索遙感蒸散發(fā)時空分布規(guī)律。由典型日的蒸散發(fā)資料分析:在空間分布上,由于典型日地表覆蓋類型的不同,種植作物的不同,日蒸散發(fā)的空間分布也呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。但是山地地區(qū)的日蒸散發(fā)量始終維持在較高的水平。從時間變化來看,七月份蒸散發(fā)量最大,四月和九月份次之,十一月份日蒸散發(fā)量最小。4、探討遙感蒸散發(fā)與土地覆蓋類型的關(guān)系。利用GIS軟件對地表蒸散發(fā)和土地覆蓋類型圖作空間分析,結(jié)果表明地表蒸散發(fā)與土地覆蓋類型的關(guān)系密切,林地覆蓋區(qū)蒸散發(fā)量最大,其次是草地,耕地和城鎮(zhèn)用地蒸散發(fā)量最小。5、灌溉水利用效率的評價。利用水量平衡模型結(jié)合遙感蒸散發(fā)、有效降雨和灌區(qū)總用水量數(shù)據(jù),計算出農(nóng)業(yè)灌溉水資源的利用效率,并評價2007-2012年的灌溉水資源利用效率。結(jié)果表明該時段內(nèi)灌區(qū)灌溉水資源利用效率在51.3%-62.7%之間,水資源利用效率現(xiàn)狀水平中等。利用遙感模型計算的蒸散發(fā)數(shù)據(jù),結(jié)合水量平衡模型評估水資源利用效率的方法,避免了復(fù)雜的作物根系層水量的計算問題,所需數(shù)據(jù)獲取方便、適時、速度快,計算過程簡單明了。研究成果應(yīng)用于禹門口引黃灌區(qū),對灌區(qū)的水資源優(yōu)化配置具有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：蒸散發(fā) SEBS模型 MODIS數(shù)據(jù) 禹門口灌區(qū)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S127;S27
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 蒸散發(fā)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 水資源利用效率評價研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線19-22
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容19
• 1.3.2 技術(shù)路線19
• 1.3.3 本論文的特色19-22
• 第二章 研究區(qū)概況22-28
• 2.1 地理位置22-23
• 2.2 地形地貌23
• 2.3 水文氣候23-24
• 2.4 土壤與種植作物24-25
• 2.5 研究區(qū)水資源利用存在的問題25-28
• 第三章 SEBS模型原理28-40
• 3.1 SEBS模型簡介28-29
• 3.2 地表參數(shù)的遙感估算29-31
• 3.2.1 地表反照率29
• 3.2.2 歸一化植被指數(shù)29-30
• 3.2.3 地表比輻射率30
• 3.2.4 植被覆蓋度30
• 3.2.5 葉面積指數(shù)(LAI)30-31
• 3.3 凈輻射通量31
• 3.4 土壤熱通量31-32
• 3.5 感熱通量32-37
• 3.5.1 熱量和動量傳輸粗糙度的計算33-34
• 3.5.2 穩(wěn)定度訂正函數(shù)34-36
• 3.5.3 極端情況下的感熱通量36-37
• 3.6 潛熱通量與蒸發(fā)比37-40
• 第四章 蒸散發(fā)的遙感估算40-68
• 4.1 數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理40-47
• 4.1.1 遙感數(shù)據(jù)簡介及獲取40-42
• 4.1.2 遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理42-43
• 4.1.3 氣象數(shù)據(jù)43-45
• 4.1.4 DEM數(shù)據(jù)45-46
• 4.1.5 矢量數(shù)據(jù)46-47
• 4.2 SEBS模型的計算步驟47-49
• 4.3 地表物理參數(shù)反演49-55
• 4.4 地表能量平衡分量55-64
• 4.4.1 凈輻射通量55
• 4.4.2 土壤熱通量55-58
• 4.4.3 感熱通量58
• 4.4.4 潛熱通量58-61
• 4.4.5 日蒸散發(fā)量61-63
• 4.4.6 ET與土地覆蓋類型的關(guān)系63-64
• 4.5 蒸散發(fā)量的精度驗證64-68
• 第五章 禹門口灌區(qū)水資源利用效率分析68-78
• 5.0 水量平衡模型68-69
• 5.1 有效降雨69-71
• 5.2 年蒸散發(fā)量71-72
• 5.3 有效灌溉量72-73
• 5.4 灌溉水資源利用效率計算73
• 5.5 結(jié)果分析73-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 致謝86-88
• 碩士期間所獲得的成果88

【相似文獻(xiàn)】

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