地表蒸散是区域水文循环的重要组成部分之一,传统的地表蒸散估算一般基于点上的气象观测数据,当用于区域地表蒸散评价时,具有一定的局限性.随着遥感技术的发展,利用遥感影像能够对大区域进行观测的优势进行区域地表蒸散估算已成为可能.地表能量平衡系统(SEBS)是根据地表能量平衡估算地表蒸散量的一种方法,该方法由于提出了地表能量传输过程中关键制约因素热传导粗糙度的估算模型而在遥感蒸散计算方面具有较高的精度.本文在SEBS模型的基础上,以河北平原为例,采取中分辨率成像光谱辐射仪(MODIS)产品影像,根据研究区下垫面的实际情况进行了参数估算,进行了区域实际蒸发蒸腾量计算及模型精确度评价,并在SEBS模型的基础上,提出了新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行了评价;最后,对河北平原地表蒸散时空分布进行了分析.计算结果表明,在所选取的晴空乌云条件下,根据SEBS模型计算所得的地表蒸散与研究区内利用大型承重式蒸渗仪所测量的地表实际蒸散量具有很好的一致性,说明SEBS模型在遥感蒸散计算方面据有较高的可信度.然而,由于地表蒸散的遥感估算是以所获取的遥感影像单元为基础,计算误差不可避免,尤其是使用低分辨率遥感影像的时候,每个影像单元所反映的地表蒸散为单元内各种地表覆盖的综合反映,当与只反映一种地表覆盖蒸散的大型承重式蒸渗仪测量结果进行比较时,误差是显而易见的,因此,若着重考虑模型精度验证,尚需在以后的研究中考虑使用高分辨率的遥感影像.地表土壤水分或湿度状况是地表能量交换及蒸散发生的主要控制因素.利用地表温度与植被指数的关系对区域地表湿度状况进行监测在实践中被广泛利用,然而,由于不用地区地表属性的千差万别,当利用这种方法进行区域地表湿度评价时,"地表温度-植被指数"特征空间的边界很难确定.本文在SEBS模型的基础上,提出新的"标准化温度差-反照率"特征空间分析方法,对研究区内地表土壤水分现状进行评价,结果显示,由于在SEBS模型中考虑了干限和湿限两种极端情况下的能量平衡,"标准化温度差.反照率"特征空间的边界问题很容易被确定,利用修正的特征空间,可以对区域土壤水分或湿度状况进行客观的评价.下垫面的几何特征参数的精确反演是进行地表能量平衡模拟的基础,目前多根据有关经验公式利用遥感影像进行下垫面几何特征参数估算,由于已有的经验公式多基于不同研究区域获得,当应用到新的研究区时,其具体参数需要进一步调整,以获得对下垫面的几何特征的精确描述.由于缺乏相关实测资料,本研究中利用经验公式进行下垫面几何特征参数,误差不可避免,需要在以后的研究中进行深入探索.另外,地表蒸散的计算只是进行区域水资源评价、农业节水措施评价以及全球变化等研究的一个中间环节,需要在以后的研究中根据具体研究目的进行进一步研究.
地錶蒸散是區域水文循環的重要組成部分之一,傳統的地錶蒸散估算一般基于點上的氣象觀測數據,噹用于區域地錶蒸散評價時,具有一定的跼限性.隨著遙感技術的髮展,利用遙感影像能夠對大區域進行觀測的優勢進行區域地錶蒸散估算已成為可能.地錶能量平衡繫統(SEBS)是根據地錶能量平衡估算地錶蒸散量的一種方法,該方法由于提齣瞭地錶能量傳輸過程中關鍵製約因素熱傳導粗糙度的估算模型而在遙感蒸散計算方麵具有較高的精度.本文在SEBS模型的基礎上,以河北平原為例,採取中分辨率成像光譜輻射儀(MODIS)產品影像,根據研究區下墊麵的實際情況進行瞭參數估算,進行瞭區域實際蒸髮蒸騰量計算及模型精確度評價,併在SEBS模型的基礎上,提齣瞭新的"標準化溫度差-反照率"特徵空間分析方法,對研究區內地錶土壤水分現狀進行瞭評價;最後,對河北平原地錶蒸散時空分佈進行瞭分析.計算結果錶明,在所選取的晴空烏雲條件下,根據SEBS模型計算所得的地錶蒸散與研究區內利用大型承重式蒸滲儀所測量的地錶實際蒸散量具有很好的一緻性,說明SEBS模型在遙感蒸散計算方麵據有較高的可信度.然而,由于地錶蒸散的遙感估算是以所穫取的遙感影像單元為基礎,計算誤差不可避免,尤其是使用低分辨率遙感影像的時候,每箇影像單元所反映的地錶蒸散為單元內各種地錶覆蓋的綜閤反映,噹與隻反映一種地錶覆蓋蒸散的大型承重式蒸滲儀測量結果進行比較時,誤差是顯而易見的,因此,若著重攷慮模型精度驗證,尚需在以後的研究中攷慮使用高分辨率的遙感影像.地錶土壤水分或濕度狀況是地錶能量交換及蒸散髮生的主要控製因素.利用地錶溫度與植被指數的關繫對區域地錶濕度狀況進行鑑測在實踐中被廣汎利用,然而,由于不用地區地錶屬性的韆差萬彆,噹利用這種方法進行區域地錶濕度評價時,"地錶溫度-植被指數"特徵空間的邊界很難確定.本文在SEBS模型的基礎上,提齣新的"標準化溫度差-反照率"特徵空間分析方法,對研究區內地錶土壤水分現狀進行評價,結果顯示,由于在SEBS模型中攷慮瞭榦限和濕限兩種極耑情況下的能量平衡,"標準化溫度差.反照率"特徵空間的邊界問題很容易被確定,利用脩正的特徵空間,可以對區域土壤水分或濕度狀況進行客觀的評價.下墊麵的幾何特徵參數的精確反縯是進行地錶能量平衡模擬的基礎,目前多根據有關經驗公式利用遙感影像進行下墊麵幾何特徵參數估算,由于已有的經驗公式多基于不同研究區域穫得,噹應用到新的研究區時,其具體參數需要進一步調整,以穫得對下墊麵的幾何特徵的精確描述.由于缺乏相關實測資料,本研究中利用經驗公式進行下墊麵幾何特徵參數,誤差不可避免,需要在以後的研究中進行深入探索.另外,地錶蒸散的計算隻是進行區域水資源評價、農業節水措施評價以及全毬變化等研究的一箇中間環節,需要在以後的研究中根據具體研究目的進行進一步研究.
지표증산시구역수문순배적중요조성부분지일,전통적지표증산고산일반기우점상적기상관측수거,당용우구역지표증산평개시,구유일정적국한성.수착요감기술적발전,이용요감영상능구대대구역진행관측적우세진행구역지표증산고산이성위가능.지표능량평형계통(SEBS)시근거지표능량평형고산지표증산량적일충방법,해방법유우제출료지표능량전수과정중관건제약인소열전도조조도적고산모형이재요감증산계산방면구유교고적정도.본문재SEBS모형적기출상,이하북평원위례,채취중분변솔성상광보복사의(MODIS)산품영상,근거연구구하점면적실제정황진행료삼수고산,진행료구역실제증발증등량계산급모형정학도평개,병재SEBS모형적기출상,제출료신적"표준화온도차-반조솔"특정공간분석방법,대연구구내지표토양수분현상진행료평개;최후,대하북평원지표증산시공분포진행료분석.계산결과표명,재소선취적청공오운조건하,근거SEBS모형계산소득적지표증산여연구구내이용대형승중식증삼의소측량적지표실제증산량구유흔호적일치성,설명SEBS모형재요감증산계산방면거유교고적가신도.연이,유우지표증산적요감고산시이소획취적요감영상단원위기출,계산오차불가피면,우기시사용저분변솔요감영상적시후,매개영상단원소반영적지표증산위단원내각충지표복개적종합반영,당여지반영일충지표복개증산적대형승중식증삼의측량결과진행비교시,오차시현이역견적,인차,약착중고필모형정도험증,상수재이후적연구중고필사용고분변솔적요감영상.지표토양수분혹습도상황시지표능량교환급증산발생적주요공제인소.이용지표온도여식피지수적관계대구역지표습도상황진행감측재실천중피엄범이용,연이,유우불용지구지표속성적천차만별,당이용저충방법진행구역지표습도평개시,"지표온도-식피지수"특정공간적변계흔난학정.본문재SEBS모형적기출상,제출신적"표준화온도차-반조솔"특정공간분석방법,대연구구내지표토양수분현상진행평개,결과현시,유우재SEBS모형중고필료간한화습한량충겁단정황하적능량평형,"표준화온도차.반조솔"특정공간적변계문제흔용역피학정,이용수정적특정공간,가이대구역토양수분혹습도상황진행객관적평개.하점면적궤하특정삼수적정학반연시진행지표능량평형모의적기출,목전다근거유관경험공식이용요감영상진행하점면궤하특정삼수고산,유우이유적경험공식다기우불동연구구역획득,당응용도신적연구구시,기구체삼수수요진일보조정,이획득대하점면적궤하특정적정학묘술.유우결핍상관실측자료,본연구중이용경험공식진행하점면궤하특정삼수,오차불가피면,수요재이후적연구중진행심입탐색.령외,지표증산적계산지시진행구역수자원평개、농업절수조시평개이급전구변화등연구적일개중간배절,수요재이후적연구중근거구체연구목적진행진일보연구.
Daily regional evapotranspiration in Hebei Plain has been estimated based on the remote sensing data as well as the Surface Energy Balance System (SEBS) in this study. The Surface Energy Balance System (SEBS) model was developed to estimate land surface fluxes using remotely sensed data and available meteorological observations. It has the most important advantage of its inclusion of a physical model for the estimation of the roughness height for heat transfer which is the most critical parameter in the parameterization of the heat fluxes of land surface. In this paper, SEBS has been utilized to estimate the surface fluxes over Hebei Plain in Northeastern China by using MODIS/TERRA products, in combination with meteorological data collected in meteorological stations distributed over the study area. The estimated daily evapotranspiration by SEBS in cloud free days are first compared with measurements by the large weighing lysimeter in Luancheng Agro - Ecosystem Station (LAES). The comparisons show that the estimated evapotranspiration from SEBS have a good agreement with the ground truth data. Based on the validation of the model, a modified version of SEBS is utilized to analysis the soil moisture status over the study area and the spatial-temporal distributions of actual evapotranspiration were analyzed by combination of the up-to-date land cover map in Hebei Plain.
