農業(yè)作為人類活動中最為基礎的環(huán)節(jié),影響了人類的生存和發(fā)展。灌溉方式的農田管理制度很大程度上保障了全球糧食的安全生產,尤其是缺水地區(qū)的糧食安全生產。目前,約占全球耕地面積16%的土地上生產了人類30%-40%的糧食,全球三分之一人口的收入與灌溉農業(yè)相關。與此同時,灌溉也消耗了大量的潔凈淡水資源,2000年人類從地表和地下抽取了大約2600 km3的潔凈水用于灌溉。當前,農田灌溉用水量依然占到人類取水總量超過70%的份額,而消耗性用水更是占到了90%以上。灌溉水量作為刻畫人類灌溉活動最重要的參數,也是研究灌溉對作物產量估算、地表水文過程模擬、區(qū)域氣候變化等影響的基礎。所以,研究一種易行、有效的灌溉水量獲取方法,對準確、及時地獲取灌溉用水情況以及研究灌溉效應都具有重要的意義。衛(wèi)星遙感通過自身攜帶的各種傳感器可以實現對地表進行無差別的觀測,能夠真實、有效地反映地表變化信息。此外,遙感數據還具有尺度適宜、易于獲取和處理等特征,這些因素使得遙感被認為是獲取灌溉參數最為有效的工具。相比于獲取灌溉區(qū)、灌溉面積參數,利用遙感獲取區(qū)域尺度上灌溉水量的研究始終沒有很大的進展。這是因為在利用遙感數據計算灌溉水...

【文章頁數】：116 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 相關研究及現狀
        1.2.1 基于統(tǒng)計的灌溉水量獲取
        1.2.2 基于數值模型模擬的灌溉水量計算
        1.2.3 基于遙感的灌溉參數獲取
    1.3 科學問題與研究目標
    1.4 總體研究思路與技術路線
    1.5 論文組織
第2章 基于遙感的土壤水分狀態(tài)信息獲取
    2.1 遙感監(jiān)測土壤水分的方法介紹
        2.1.1 可見光-近紅外遙感監(jiān)測土壤水分
        2.1.2 熱紅外遙感監(jiān)測土壤水分
        2.1.3 微波遙感監(jiān)測土壤水分
        2.1.4 總結
    2.2 衛(wèi)星土壤水分產品的精度分析
    2.3 衛(wèi)星土壤水分產品數據對農田土壤水變化的捕捉能力
    2.4 方法應用與評價
        2.4.1 研究區(qū)介紹
        2.4.2 被動L波段衛(wèi)星土壤水分產品介紹
        2.4.3 站點土壤水分數據介紹
    2.5 結果與分析
        2.5.1 衛(wèi)星土壤水分產品的總體精度
        2.5.2 衛(wèi)星土壤水分產品精度的空間分布
        2.5.3 地表類型對衛(wèi)星土壤水分產品精度的影響
        2.5.4 平原地區(qū)與非平原地區(qū)的精度對比
        2.5.5 SMAP數據對農田土壤水變化的捕捉能力
    2.6 本章小結
第3章 灌溉事件的提取方法研究
    3.1 灌溉事件提取的基本思路
    3.2 土壤水增加期的提取
        3.2.1 具體思路
        3.2.2 異常值處理
        3.2.3 土壤水增加期提取的流程
    3.3 基于模糊理論的灌溉事件推理
        3.3.1 具體思路
        3.3.2 模糊集合的基本概念
        3.3.3 影響農田灌溉的環(huán)境因子
        3.3.4 環(huán)境因子對灌溉必要性的隸屬度函數構建
        3.3.5 土壤水增加與灌溉相關程度的計算
        3.3.6 土壤水增加與降水相關程度的計算
        3.3.7 灌溉事件的模糊模式識別
    3.4 灌溉事件推理的示例
    3.5 本章小結
第4章 灌溉水量的計算方法研究
    4.1 計算灌溉水量的思路
    4.2 根據土壤水計算灌溉水量的模型建立
    4.3 灌溉水量的計算
        4.3.1 模型參數的率定
        4.3.2 地表潛在蒸散發(fā)的計算:彭曼-蒙特斯公式
        4.3.3 計算灌溉水量
    4.4 灌溉水量計算的示例
    4.5 本章小結
第5章 案例分析:河南省灌溉水量的計算
    5.1 研究區(qū)介紹
    5.2 數據及其預處理
        5.2.1 衛(wèi)星土壤水分數據
        5.2.2 站點土壤水數據
        5.2.3 降水數據
        5.2.4 計算地表潛在蒸散發(fā)的氣象數據
        5.2.5 土地利用數據
        5.2.6 農業(yè)用水統(tǒng)計數據
        5.2.7 數字地形數據
    5.3 驗證與分析
        5.3.1 提取灌溉事件的驗證與分析
        5.3.2 計算灌溉水量的驗證與分析
    5.4 提取灌溉事件的結果與分析
        5.4.1 灌溉次數分布圖
        5.4.2 提取灌溉事件的驗證與分析
        5.4.3 灌溉事件的時間信息
    5.5 計算灌溉水量的結果與分析
        5.5.1 灌溉水量分布圖
        5.5.2 計算灌溉水量的驗證與分析
    5.6 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 主要結論
    6.2 研究特色與創(chuàng)新
    6.3 問題與展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術論文及研究成果
致謝



本文編號：3778848