基于遥感反演河套平原区域蒸发蒸腾量研究

采用SEBS模型,结合地面站点观测的温度、湿度、风速、日照时数等气象数据,利用MODIS/TERRA卫星遥感影像,反演河套平原2006年日蒸散发量,对河套平原蒸散发量进行分析研究。并结合彭曼公式计算的理论蒸散发量的年内分布规律进行分析,对河套平原实际蒸散发量进行时间尺度推演,对河套平原区域蒸散发量的时间分布特点进行了分析。     

应用Landsat数据和SEBAL模型反演区域蒸散发及其参数估算

随着遥感技术的进步,人们发展了多种通过遥感计算区域蒸散发的方法。SEBAL模型是通过遥感反演地面蒸散的典型方法,它以陆面能量平衡为基础,物理意义明确,只利用遥感影像和少量的气象数据（风速、气温）就能反演蒸散量。Landsat数据的波谱信息丰富、空间分辨率高,数据源稳定,是通过遥感技术反演蒸散发的理想数据源。如果能合理地估算SEBAL模型中的基本参数,将会获得较高精度的反演结果,能够满足在水文、生态、林业等研究或应用中的需要,对区域水资源的管理与利用具有重要意义。从SEBAL模型的基本原理出发,分析了利用SEBAL模型采用Landsat的TM/ETM+数据反演区域蒸散发的基本过程,针对TM/ETM+数据特点对模型所需要的基本参数进行估算求解,为SEBAL模型在蒸散量反演中的广泛应用提供了一定的指导。     

流域尺度ET的遥感反演

利用多光谱卫星遥感可以反演水文气象模式所需的一些基本地面参数,进而得到整个流域尺度上的蒸发蒸腾量(ET)的分布图像,对流域水资源的管理提供重要依据。首先简述了当前地面观测计算ET采用的一些较新的技术和方法,然后论述了有关遥感反演ET方法的发展,并着重介绍了近年来国际上应用较好的‘陆面能量平衡方法(SEBAL)’。     

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。     

参考作物蒸发蒸腾量的人工神经网络模型研究

根据河套灌区多年气象资料和Penman-Monteith法计算得到的参考作物蒸发蒸腾量(ET0)，回归分析了影响ET0的主成分。在此基础上比较了以4因子(平均气温、净辐射、相对湿度、2m处风速)和3因子(平均气温、净辐射、相对湿度)为输入向量，由Penman-Monteith法计算所得ETo为输出向量的BP网络ET0预报模型(BP-ET0)。研究表明，BP网络可以用于ET0的预报计算，4因子法和3因子法均简便可行，能满足生产的需要。相比之下，4因子法的精度更高。此研究是对传统ET0计算的补充。     

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。     

苹果树蒸发蒸腾量的测定和计算

采用热脉冲技术-微型蒸渗仪和水量平衡原理,测定和计算了树体大小不均匀的苹果树蒸发蒸腾及其组成,利用冠层分析仪测定了叶面积指数动态变化.两种不同的方法测定和计算的蒸发蒸腾量之间的偏差很小,最大偏差不超过10%.在夏季,蒸发蒸腾主要由果树蒸腾组成,而在春季和秋季,刚好相反.作物系数(Kc)和叶面积指数成线性关系,依据这一关系可以用普通的气象资料计算苹果树的蒸发蒸腾量.     

苹果树蒸发蒸腾量的测定和计算

采用热脉冲技术-微型蒸渗仪和水量平衡原理，测定和计算了树体大小不均匀的苹果树蒸发蒸腾及其组成，利用冠层分析仪测定了叶面积指数动态变化。两种不同的方法测定和计算的蒸发蒸腾量之间的偏差很小，最大偏差不超过10％。在夏季，蒸发蒸腾主要由果树蒸腾组成，而在春季和秋季，刚好相反。作物系数(Kc)和叶面积指数成线性关系，依据这一关系可以用普通的气象资料计算苹果树的蒸发蒸腾量。     

石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量空间分布规律的研究

根据甘肃省石羊河流域及周边的17个站近50年的观测资料,应用1998年FAO灌溉排水丛书第56分册最新推荐的Penman-Monteith公式计算各站历年参考作物蒸发蒸腾量ET0,分析了海拔高度与ET0的相关性.石羊河流域ET0值空间变化比较大,从山区到绿洲平原ET0多年平均值呈递增趋势.同时借助地理信息系统软件MapGIS6.5和Arcyiew3.1建立了石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量的空间分布式模型,本研究只考虑了海拔高度对参考作物蒸发蒸腾量的空间分布的影响,暂未对坡地上的辐射及温度进行校正.     

石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量空间分布规律的研究

根据甘肃省石羊河流域及周边的17个站近50年的观测资料，应用1998年FAO灌溉排水丛书第56分册最新推荐的Penman-Monteith公式计算各站历年参考作物蒸发蒸腾量Ero，分析了海拔高度与Ero的相关性。石羊河流域Ero值空间变化比较大，从山区到绿洲平原Ero多年平均值呈递增趋势。同时借助地理信息系统软件MapGIS6．5和Arcview3．1建立了石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量的空间分布式模型，本研究只考虑了海拔高度对参考作物蒸发蒸腾量的空间分布的影响，暂未对坡地上的辐射及温度进行校正。     

基于深度神经网络联合AMSR2和MODIS数据估算全球蒸散发研究

地表蒸散发（ET）是水循环和能量循环的关键组成部分,具有极其重要的应用价值。研究旨在发展一种可靠且高效的深度神经网络（DNN）模型,基于MODIS可见光数据、微波AMSR2亮度温度和数字高程DEM,实现全天候全球高分辨率每日ET的估算。利用FLUXNET和AmeriFlux通量网6种代表性土地覆盖类型的148个站点观测数据来训练和验证DNN模型,结果表明：DNN模型可以有效建立卫星数据（MODIS、AMSR2数据）与ET之间的关系;6种地类的ET估算结果验证的平均绝对误差（MAE）为0.16—0.63 mm/d,均方根误差（RMSE）为0.27—0.89 mm/d,除裸地的决定系数（R2）为0.37以外,其他地类的R2均>0.7。通过对比模型估算的ET与MOD16A2和GLEAM的ET产品,结果表明3种产品的ET空间分布特征相似,ET值非常接近,估算得到的全球2020年日均ET为0—4 mm/d。     

基于MODIS产品的区域土壤遥感分类研究——以新疆为例

以新疆维吾尔自治区全境为研究区域，采用中高分辨率MODIS遥感数据和地形数据，在第二次全国土壤普查数据库的支持下，采用自动分类方法，探讨了遥感技术在常规土壤调查工作受限制的干旱地区进行土壤调查的效果和适用性。研究中使用了MODIS地表反射率、植被指数、地表昼夜温度等数据产品，提取了多种图像特征，并结合了DEM生成的地形参数。研究区土壤分类系统在发生学分类的基础上集合遥感信息特征进行了调整，形成了具有26个土壤类型及特殊地表覆被的土壤遥感分类系统。经分类试验，总体精度为70%左右。
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利用MOOIS监测沙尘暴的影响范围

采用EOS-Terra/MODIS数据对内蒙古的沙尘暴进行监测研究.通过分析沙尘暴的波谱特征和MODIS传感器通道的特点,采取基于双通道阈值的叠加分析法对沙尘暴进行提取监测.结果表明基于双通道阈值的叠加分析法有利于对沙尘暴信息的准确提取,为利用MODIS数据进行沙尘暴监测提供了有效手段.     

基于组件的区域霾监测系统及其反演算法

针对国内外尚无对霾的遥感监测,霾在NASA的MODIS产品中作为薄云处理的情况,基于MODIS数据,采用.NET分布式架构,结合MatlabCOM, ArcEngine等组件,建立一个区域霾监测系统,论述系统的设计思想及改进的霾反演算法,对华北地区部分霾天进行监测,结果显示该系统能够准确地模拟大气污染状况。     

区域遥感蒸散发模型方法研究

遥感技术为大面积区域陆面水分蒸散发量估算提供了一种新的手段,分析了国内外应用较好的遥感监测陆面水分蒸发的几种方法,主要包括地表热量平衡方法、互补相关陆面蒸散发、Penman-Montieth模型和区域蒸散发的气候学方法,并给出了可供参考的地面参数(地面反照率、NDVI、陆面温度等)的遥感获取方法,还阐述了各种方法的特点及彼此之间的联系。     

Aerosol optical thickness determination by exploiting the synergy of TERRA and AQUA MODIS

Aerosol retrieval over land remains a difficult task because the solar light reflected by the Earth-atmospheric system mainly comes from the ground surface. The dark dense vegetation (DDV) algorithm for MODIS data has shown excellent competence at retrieving the aerosol distribution and properties. However, this algorithm is restricted to lower surface reflectance, such as water bodies and dense vegetation. In this paper, we attempt to derive aerosol optical thickness (AOT) by exploiting the synergy of TERRA and AQUA MODIS data (SYNTAM), which can be used for various ground surfaces, including for high-reflective surface. Preliminary validation results by comparing with Aerosol Robotic Network (AERONET) data show good accuracy and promising potential.     

我国东海海面温度定量遥感反演研究

提出了利用Terra卫星的MODIS的20、29、31 和32红外通道数据来反演我国东海海面温度的区域SST反演算法。算法的系数是通过辐射传输模型MODTRAN 4,输入TIGR大气廓线库中中国东海附近的大气廓线进行辐射传输模拟获得。通过MODIS的SST产品MOD28数据以及实测海面浮标数据进行算法精度验证,验证结果显示,该算法获得的SST分布与MOD28产品相吻合;用21个实测浮标数据为真值,算法精度为0.98 K,RMSE为1 K,而MOD28的精度为1.29 K,RMSE为1.26 K,该算法精度优于MODIS的SST产品精度;卫星观测角度在40°以内精度为0.68 K,大于40°精度降低到1.16 K,对于大观测角度的SST反演,算法还有待改进。     

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。