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本文系统总结了蒸散发研究的目的及意义,研究历史以及现状,并阐述了研究过程所存在的问题及困难。蒸散量的估算是一个非常复杂的问题。而遥感技术的发展,为蒸散的研究提供了一个先进的技术平台,打破了传统的蒸散方法的研究,从“点”上的研究推广到“面”上,即大面积大区域的研究,即提高了研究结果的精度,又节省了人力、物力的投入。过去的几十年内虽然该研究已经取得一定的成果,但仍然面临着很多有待突破的重要问题。
一般上的蒸散的研究,由建立试验区域,获取卫星的同时,并获取同步的地面观测数据,然后建立遥感蒸散模型,并由此而推广到大面积大区域的应用。该文中,由于实际中所存在的问题,不可能进行试验区域的建设,因此,本文利用NOAA卫星的影像图,并结合NOAA卫星过境时间段内的地面观测数据,对研究区-广西省进行探索性研究。
国内遥感蒸散模型研究现主要是对干旱、半干旱的地区的研究,而对湿润地区的研究,还处于萌芽时期,特别是对亚热带岩溶石山地区的研究,还属于空白领域。由于岩溶石山地区的空间介质具有地上地下双层结构,这种“土在楼上,水在楼下”的水土资源不配套的独特的喀斯特地形,虽然地下水资源丰富,分布却不均匀,造成地方性干旱;降水的不均匀,形成的季节性干旱;且近几十年来,人们过度的砍伐、放牧、以及开垦,致使水土流失、石漠化扩展,本来脆弱的环境生态更加恶化,因此探讨岩溶地区陆面区域蒸散量,对于评价岩溶山地生态环境综合评价,解决土地荒漠化和水资源贫乏,合理利用水资源具有重要意义。
鉴于以上的认识,本文以西南岩溶地区广西省为研究区,利用遥感和地理信息系统对广西地区的区域地表参数、区域地表通量、区域蒸散量进行了初步的探讨。主要研究内容如下:
(1)地面观测数据进行三维地面插值;并对NOAA影像数据进行预处理。
(2)反演各种地表特征参数。选取2000年9月14日8.45时的AVHRR影像,根据研究区域的地形特征(DEM模型)、土地利用分类图,分别对广西地区区域地表反照率、植被指数、植被覆盖度、地表比辐射率、地表温度进行反演,为区域地表参数的获取提供了技术方法,也为该研究区的区域通量提供了基础参数支持。
(3)区域地表通量模型。反复比较前人研究的蒸散模型的成果,选取最佳的区域净辐射通量、土壤热通量、潜热通量反演模型,根据实际情况,分别对这些模型进行参数的改进,使适用于研究区域。
(4)区域蒸散模型。蒸散是水资源管理的一个重要参数,与传统的蒸散计算方法相比,利用遥感进行蒸散研究具有快速、准确、大区域尺度及地图可视化显示等特点。利用NOAA-AVHRR遥感影像的可见光波段(CH1、CH2)、近红外(CH4)和热红外(CH5)波段信息进行区域蒸散量的估算。
(5)由获得遥感成像时的瞬间蒸散估算当日的总蒸散量。
(6)最后,利用FAO-PM方法计算的结果与遥感反演的陆面区域蒸散量进行对照比较,结果表明利用遥感数据反演陆面区域蒸散量有一定的可用性。
论文总体上讨论了利用遥感技术估算蒸散量的方法,分析了存在的主要问题,对反演结果进行分析,发现土地覆盖类型、风速等对下垫面的蒸散发有很大的影响。并用FAO-PM方法验证了遥感反演模型的结果,表明方法可行,精度基本可以满足要求。