對水循環(huán)要素的準確監(jiān)測是制定合理水資源管理辦法,增強水資源管理能力的基礎(chǔ)性工作。尤其是在經(jīng)濟社會不斷發(fā)展,人水關(guān)系日益緊張的條件下,提高對流域水循環(huán)多種要素的模擬能力,分析水循環(huán)各要素在空間和時間的變化過程及趨勢,把握流域水資源動態(tài)變化,對提高流域水資源管理水平,具有重要的現(xiàn)實意義。提升水循環(huán)多種要素的模擬能力,不僅要觀測某一種要素,而且要同時實現(xiàn)對多種要素較為準確的觀測。傳統(tǒng)的流域水文模擬以徑流要素為主要研究對象,但僅有徑流信息尚不能完整體現(xiàn)流域范圍內(nèi)整體的水資源狀況。本研究主要針對天然水循環(huán)要素,開展蒸散發(fā)和土壤含水量要素模擬的聯(lián)合同化研究。在水文模擬用到的徑流數(shù)據(jù)以水文站觀測為基礎(chǔ);蒸散發(fā)則由于遙感反演的參數(shù)眾多,目前在較大空間尺度上的蒸散發(fā)觀測以相關(guān)的模型計算為主;而對于土壤含水量的觀測,雖有較多的遙感產(chǎn)品,但因分辨率較低而難以直接為水資源管理服務(wù)。此外,由遙感反演的蒸散發(fā)和土壤含水量產(chǎn)品還會受反演過程的誤差影響。數(shù)據(jù)同化是提高遙感產(chǎn)品時空連續(xù)性和分辨率的重要手段,但當前對上述三種要素的同化研究多以提高徑流的模擬精度為目標,或者是為了提高水循環(huán)要素遙感產(chǎn)品的數(shù)據(jù)質(zhì)量。但以某一種... 

【文章來源】：中國水利水電科學研究院北京市

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１論文的研究思路與研究內(nèi)容圖??

圖２－１水循環(huán)多要素聯(lián)合同化技術(shù)框架??本研宄主要從三個方面展開，分別是數(shù)據(jù)準備、驅(qū)動模型的多目標率定多要素聯(lián)合的同化模擬。其中，數(shù)據(jù)的準備包括徑流數(shù)據(jù)的搜集、蒸散發(fā)數(shù)遙感反演、土壤含水量數(shù)據(jù)的空間降尺度等內(nèi)容，該環(huán)節(jié)是為分布式水文模行參數(shù)的多目標優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。對水文模型進行多目標的參數(shù)率定，獲述三種要素最優(yōu)的Ｐａｒｅｔｏ解集，此項內(nèi)容為多要素聯(lián)合同化提供多目標最模型參數(shù)。??在具體步驟上，首先針對同化要素中土壤含水量觀測產(chǎn)品在空間分辨率低的問題，開展土壤含水量的尺度轉(zhuǎn)換研宄，降低水文模擬數(shù)據(jù)輸入層面的定性。在此環(huán)節(jié)提出了考慮地形及相關(guān)要素影響的土壤含水量空間降尺度方利用遙感觀測數(shù)據(jù)和氣象要素數(shù)據(jù)，開展流域蒸散發(fā)模擬，并與土壤含水量保持尺度上的一致。由于以某一種水循環(huán)要素（如徑流）為目標來率定模型參常容易忽視其他要素的模擬精度，因此，在ＷＥＰ－Ｌ模型的多目標率定方面，

降尺度方法因能同時提供高空間分辨率和時間分辨率的優(yōu)勢，已在相關(guān)研究中得??到廣泛的應用，Ｚｈａｎ［１６２］和〇１３１１１１３１１［３３］提出和改進的經(jīng)驗多項式回歸法便是其??中的典型代表。隨著土壤含水量空間降尺度技術(shù)的發(fā)展，地形及相關(guān)要素對土壤??含水量的影響開始在降尺度的過程中受到了重視，但在遙感學方法中對地形??以及其密切相關(guān)要素的考慮還較少。同時，由于傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗回歸的方法假定??變量間的關(guān)系在空間上具有一致性，但實際上土壤含水量尺度轉(zhuǎn)換所用到的各要??素在空間上差異較大，故本文在尺度轉(zhuǎn)換時采用可選自適應度函數(shù)的地理加權(quán)回??歸（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ?Ｗｅｉｇｈｔｅｄ?Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ?ｗｉｔｈ?Ａｄａｐｔｉｖｅ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，?ＧＷＲ－??ＡＦＳ）方法來對土壌含水量進行尺度轉(zhuǎn)換。該方法既可充分考慮各變量的空間異??質(zhì)性，還能通過選擇適應的回歸系數(shù)來減小高分辨率結(jié)果的“馬賽克效應”。??本文在Ｃｈａｕｈａｎ等對土壤含水量降尺度時考慮的相關(guān)要素基礎(chǔ)上，結(jié)合地形??及相關(guān)的降雨、潛在蒸散發(fā)信息，將ＡＭＳＲ－Ｅ的土壤含水量降尺度到ｌｋｍ尺度??上，地形要素選用與土壤含水量關(guān)系密切的坡度作為指標。主要的技術(shù)路線如圖??２－２所示：??

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3411054