基于能量平衡的关川河流域蒸散发的遥感反演

蒸散发是水分循环的重要环节, 遥感技术为区域陆面水分蒸散发量估算提供了一种新的手段, 使用TM 数据和能量平衡模式估算流域蒸散发, 并给出了各个参量的遥感获取方法, 解决了由瞬时遥感数据估算全天蒸散发的问题。通过对关川河流域日蒸散发的模拟, 分析了该流域蒸散发的分布规律, 对陆面过程研究有一定的支持和指导意义。     

基于TSEB模型的黄河三角洲蒸散量估算

蒸散发作为湿地生态系统中地-气间水热交换的主要方式,很大程度上影响着湿地的水热平衡,合理准确地估算蒸散发量,对湿地生态系统的水分循环、能量平衡以及科学管理具有重要意义。黄河三角洲湿地作为世界上暖温带最广阔、最完整和最年轻的河口湿地生态系统,既是气候变化的敏感区,也是生态环境的脆弱区。针对其地理位置特殊、水资源供需矛盾尖锐等特点,利用SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)和TSEB(Two-Source Energy Balance)模型,对黄河三角洲湿地蒸散发量进行估算:首先利用SEBAL模型计算地表的特征参数和各地表通量,然后利用TSEB模型分离土壤和植被,分别计算黄河三角洲湿地瞬时的土壤蒸发、植被蒸腾和土壤植被总蒸散发量,利用积分关系法进行时间尺度转换,得到日蒸散量。利用气象站实测蒸发值和FAO Penman\|Monteith公式计算的作物系数,对遥感估算结果进行直接和间接精度评价。结果表明反演的蒸散发结果合理,精高较高。分析蒸散的空间分布及不同地表类型的蒸散特性,对比分析芦苇沼泽和芦苇草甸的不同蒸散特点,结果表明基于两模型耦合的方法可用于黄河三角洲湿地蒸散量估算。     

基于SEBS模型干旱区蒸散发量研究

以中亚五国和新疆为研究区域,选取近30 a的遥感数据,结合地面观测资料,基于SEBS模型,反演逐日实际蒸散发量。结果表明:2005年生长季,中亚地区蒸散发量为9 741.03×10⁸ m³,新疆地区蒸散发量为2 168.68×10⁸ m³;其蒸散发在1980、1990和2005年5~9月年际变化量分别为8 960.64×10⁸、9 134.37×10⁸、9 085×10⁸ m³。通过研究区降水量和新疆地区水平衡分析,模型反演的蒸散发量值较为合理,定量提出了区域水循环中参与蒸发过程的水量变化,揭示了干旱区区域蒸散发过程的变化规律。
     

基于GLASS数据的青藏高原2001—2018年蒸散发时空变化分析

准确认知青藏高原蒸散发时空变化特征,为当地可持续农业的水资源规划及理解高原气候变化具有重要现实意义。研究基于GLASS陆表潜热通量产品,采用Mann-Kendall趋势分析方法,结合青藏高原生态地理分区方案,分析了2001—2018年青藏高原蒸散发的时空变化特征及其与气温、降水和植被的关系。结果表明：①GLASS ET产品可以较好地表征青藏高原蒸散发的时空分布特征;②青藏高原多年平均蒸散发为296.52 mm,整体上呈现出东南高西北低的空间格局,其中东喜马拉雅南翼最高（690.94 mm）,柴达木盆地最低（163.47 mm）;③近18 a来,青藏高原蒸散发年际变化呈波动性上升,只有东喜马拉雅南翼在下降;④研究期间,青藏高原蒸散发以显著性增长趋势为主,占47.44%,主要位于高原东部边缘和中西部腹地,呈显著性减小趋势的地区占3.82%,主要集中于东喜马拉雅南翼;⑤蒸散发的空间分布在干旱区与气温呈负相关,在湿润区呈正相关,与降水空间格局总体呈正相关;⑥蒸散发与NDVI的空间分布呈较好的正相关,与NDVI的变化趋势相关性较为复杂,大部分呈正相关,小部分呈负相关。     

基于TSEB平行模型的黄土丘陵沟壑区蒸散发遥感估算

复杂地形条件下和干旱半干旱植被稀疏条件下的蒸散发遥感估算一直是蒸散发区域遥感估算的难点、热点问题。针对黄土丘陵沟壑区地表起伏、覆被不均一、植被稀疏的特征,选择陕甘交界区为研究区,利用Landsat TM资料求取地表特征参数和地表能量平衡各参量,采用TSEB平行模型反演出该区域的瞬时土壤蒸发、植被蒸腾和土壤-植被总蒸散发量,经过尺度转换,得到日蒸散量;并利用附加阻抗法和FAO Penman-Monteith公式计算实际蒸散发,对TSEB平行模型法遥感估算结果进行了间接精度评价,比较验证结果表明TSEB平行模型法估算的蒸散发结果合理,精高较高。     

基于TESEBS模型估算高原地区地表蒸散发

为检验TESEBS(Topographical Enhanced Surface Energy Balance System)模型在高原地区的适用性,利用2014年高原9个站点的实测资料对TESEBS模型进行适用性检验,鉴于模型估算的感热通量偏差较大,提出利用地表温度—植被指数(LST-NDVI)特征空间法来确定蒸散发率,并将模型估算的卫星过境时刻瞬时蒸散发与实测值进行比较。结果表明:TESEBS模型估算高原不同下垫面的蒸散发与实测值之间的偏差较大;利用LST-NDVI特征空间法确定蒸散发率能很好地改善模型对蒸散发的估算精度,相关系数从0.65提高至0.83,均方根误差从144减小至80 W·m~(-2),相对误差从67%减小至39%。特征空间法引入后,TESEBS模型估算的地表蒸散发明显小于原模型的估算结果,且模型给出的研究区地表蒸散发分布特征与植被指数NDVI的分布特征相一致。     

台湾地区蒸散发的遥感估算与时空分析

在地表能量平衡系统(SEBS)基础上,改进了SEBS的地表动量粗糙度、零平面位移及植被高度等参数化方案,并建立适合台湾地区的气温和地表温度相关性模型,构建了改良的定量遥感蒸散模型SEBS-China。选取台湾地区2002年和2003年4季各一晴空代表日,利用MODIS数据模拟了日均实际蒸散发。模拟结果较实测蒸发皿蒸发量偏小,与实际规律相符。分析模拟结果表明:台湾地区的太阳净辐射量、蒸发比和地表蒸散发量在时间分布上呈现出变化分明的年内分布规律:夏秋季比春冬季高,其中7月最大、1月最小。时间上,2002年4个代表日的模拟值普遍高于2003年的4个代表日。在空间上,高值区位于中部山区,并向东西两侧逐渐降低到沿海地区又略有回升。不同土地覆被类型的平均蒸散发量由大到小依次为森林、草地、水体、裸地、城镇建设用地;各行政区陆面蒸散发分布呈现城市明显低于区县的规律。     

SEBAL模型在干旱区区域蒸散发估算中的应用

蒸散发是水量平衡和能量平衡的重要环节,传统的计算方法只能以点为基础进行计算。为排除蒸散发空间变异特性的影响,在遥感技术的基础上,引入了基于地表能量平衡原理的SEBAL模型,对新疆焉耆盆地的日蒸散发情况进行了计算模拟,获取了相关地面特征参数及日蒸散量,并根据盆地内具有大面积湖泊这一实地情况对模型进行了改进。     

基于遥感的地表蒸散发研究进展

地表蒸散发是整个生物圈、大气圈和水圈中水分循环和能量传输的重要控制因素。遥感技术的应用使得区域尺度的蒸散发估算成为可能,并在过去的几十年中快速发展。研究对遥感蒸散发估算进行了总结与归纳,在此基础上展望了今后的发展方向,明确指出了遥感蒸散发未来研究的突破点及发展方向。提出未来应加强蒸散发尺度效应、夜间蒸散发、不同蒸散发产品的统一真实性检验、国产卫星数据的使用、更高时空分辨率产品的研发以及机器学习在遥感蒸散发产品中的应用。     

TSEB模型在复杂下垫面下模拟结果比较研究

地表蒸散发对干旱半干旱地区水文过程模拟以及水文平衡有重要影响,复杂地表更是对地表蒸散发模拟提出了新的挑战.利用TSEB(Two-Source Energy Balance)模型,分别以Landsat、MODIS卫星数据为驱动数据,得到黑河下游绿洲地表蒸散发时空分布格局,并利用大孔径闪烁仪和涡动相关仪的观测数据对模拟结果...     

基于粗糙集和贝叶斯的薄膜蒸发器参数评估

为了分析薄膜蒸发器过程参数对生产结果的影响,合理优化操作参数,结合粗糙集理论与概率论中的贝叶斯公式预测主要影响属性,提取评判规则。利用可辨识矩阵处理数据来过滤冗余属性,求得约简与核,再计算以综合决策、产量及蒸发强度作为结果属性的重要性,并引入贝叶斯公式计算其规则下的条件概率。计算结果表明,进料流量、进料温度、导热油温度和系统真空度对生产结果的影响最大,从而为工程应用编制软件提供参考。     

城市热岛效应地表通量空间分布研究

城市化进程的加快促使更多大中城市的产生以及城市面积的扩展,导致更加严重的城市热岛现象。为了更加深入理解城市热岛效应产生根源,以西安市城区为例采用美国陆地卫星遥感数据反演或估算地表温度、植被指数以及地表通量等变量,不仅采用传统的地表温度参数理解城市热岛现象,还着重分析城市建成区和郊区的地表通量空间分布格局及其与地表温度的关系。研究发现西安城市建成区与郊区之间热环境存在显著的差异,地表温度不仅与植被覆盖状况具有密切的关系,还与地表潜热通量和实际蒸散发变量存在显著的反相关关系。详细分析表明拥有众多工厂企业的西安市莲湖区热岛效应尤为显著,而位于市中心的新城区次之,具有较大面积郊区的灞桥区热岛效应并不明显。因此城市绿地不仅影响城市建成区的地表温度空间分布,还对地表通量以及实际蒸散发的空间格局产生重要的影响,在调节城市热岛效应方面具有重要的作用。
     

Estimating the effect of crop classification error on evapotranspiration derived from remote sensing in the lower Colorado River basin, USA

In the U.S. Bureau of Reclamation's Lower Colorado River Accounting System (LCRAS), crop classifications derived from remote sensing are used to calculate regional estimates of crop evapotranspiration for water monitoring and management activities on the lower Colorado River basin. The LCRAS accuracy assessment was designed to quantify the impact of crop classification error on annual total crop evapotranspiration (ETc), as calculated from the Penman-Monteith method using the map crop classification as input. The accuracy assessment data were also used to generate a sample-based estimate of total ETc using the crop type identified by direct ground observation of each sample field. A stratified random sampling design was implemented using field size as the stratification variable. The stratified design did not markedly improve precision for the accuracy assessment objective, but it was highly effective for the objective of estimating ETc derived from the ground-observed crop types. The sampling design and analysis methodology developed for LCRAS demonstrates the utility of a multi-purpose approach that satisfies the accuracy assessment objectives, but also allows for rigorous, sample-based estimates of other collective properties of a region (e.g., total ETc in this study). We discuss key elements of this multi-purpose sampling strategy and the planning process used to implement such a strategy.     

基于粗糙集和证据理论的目标识别方法研究

文章提出了一种基于粗糙集和证据理论的目标识别方法.首先对决策表进行约简得出决策规则,然后计算规则可信度分配和规则权重,最后根据改进的D-S合成规则进行规则合成,得到识别结果.     

应召搜潜中典型情况下潜艇分布概率的计算

针对应召搜潜过程中潜艇分布概率的计算问题,推导了潜艇的初始位置服从正态分布、潜艇航向在二维平面内服从均匀分布、潜艇航速已知或服从已知分布的潜艇分布概率的计算方法,给出了潜艇航速服从均匀分布和瑞利分布等典型情况下,潜艇分布概率的计算公式,并通过蒙特卡罗方法验证了所推导公式的正确性,同时给出了部分时刻潜艇位置联合概率密度和边缘概率密度的计算结果。通过该计算结果可以清楚地看出应召搜潜中潜艇的分布概率随搜潜时间的变化情况,这对于在搜潜过程中制定正确的搜潜策略具有一定的指导意义。     

单纯形上校正高斯-勒让德求积公式

基于高斯-勒让德求积公式余项,给出相应的校正积分公式,提高了至少两阶代数精度。通过坐标变换将三角形、四面体区域变成正方形、立方体积分区域,把校正高斯求积公式推广到高维单纯形上多重积分的计算。通过与二维三角形单元和三维四面体单元上的Hammer求积公式比较发现,校正求积公式的精度非常高,能更快收敛到积分真值,在工程实际中具有较大的应用价值。     

Evapotranspiration models compared on a Sierra Nevada forest ecosystem

Evapotranspiration, a major component in terrestrial water balance and net primary productivity models, is difficult to measure and predict. This study compared five models of potential evapotranspiration (PET) applied to a ponderosa pine forest ecosystem at an AmeriFlux site in Northern California. The AmeriFlux sites are research forests across the United States, Canada, Brazil, and Costa Rica with instruments on towers that measure carbon, water, and energy fluxes into and out of the ecosystems. The evapotranspiration models ranged from simple temperature and solar radiation-driven equations to physically-based combination approaches and included reference surface and surface cover-dependent algorithms. For each evapotranspiration model, results were compared against mean daily latent heat from half-hourly measurements recorded on a tower above the forest canopy. All models calculate potential evapotranspiration (assuming well-watered soils at field capacity), rather than actual evapotranspiration (based on soil moisture limitations), and thus overpredicted values from the dry summer seasons of 1997 and 1998. A soil moisture function was integrated to estimate actual evapotranspiration, resulting in improved accuracy in model simulations. A modified Priestley–Taylor model performed well given its relative simplicity.     

SEBAL模型及其在区域蒸散研究中的应用

蒸散是地表能量平衡与水量平衡的重要参数,遥感技术的发展促进了区域蒸散的研究。基于地表能量平衡方程,SEBAL模型利用遥感影像的可见光、近红外与热红外波段及少量气象数据可计算出区域的日蒸散量,是一个物理概念较为清楚的模型。采用Landsat7 ETM+数据利用SEBAL模型对河北省栾城县进行了遥感蒸散研究,计算获得相关地面特征参数与日蒸散量,模拟结果较为合理。     

食品流体连续灭菌的设计

当前有两种简化的原则,可用于食品连续灭菌的设计。其一,假设所有流体都以管道中心的最大速度流动,并以之作为设计保持管长度的依据。其二,根据停留时间的平均值,以计算灭菌度,从而求出保持管的长度。本文采用这些简化的设计原则,针对拟塑性幂律型食品流体,提出食品连续灭菌设计的计算公式,用于幂律型非牛顿食品流体连续灭菌的工业设计。