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《南京信息工程大学》 2007年 博士论文
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基于GIS & RS的长江流域区域地表水循环研究

薛根元  
【摘要】: 本文基于GIS与RS技术,应用VIC-3L模式对长江流域区域地表水循环进行研究,研究区域选在褒河流域,主要研究结论如下: (1)不同高度、纬度、坡度等都会造成气候变量空间分布的非均匀性,这时即使用多次订正误差的逐步插值法仍无法真实反映温度的小地形效应。本文提出先用高斯权重法作插值,再作逐步订正以获得温度空间分布,可明显提高空间插值精度;提出SIA方法与统计回归法结合的降水插值方案,与其他相关插值方法的对比分析表明,这一方法的插值精度较高。 (2)应用ArcGIS技术提取水文模式参数。对比分析表明,这种由ArcGIS技术得到的流域内山地坡向、坡度,流域内河流流向、流速,流域边界与河网边界等与DEM计算结果相一致。 (3)遥感的叶面指数较好地反映了实际叶面指数的季节变化,且遥感植被类型真实反映了地表覆盖,地表植被类型分布与遥感地表类型更为接近。应用遥感资料再次分别对地表水平衡进行了模拟研究,结果表明,模拟结果较不使用遥感资料时有明显改善,特别是入江口流量的模拟结果改善更为明显。 (4)在地表水循环过程中,包括地表植被类型、土壤湿度、前期土壤湿度、地形和降水对地表径流都有可能对地表径流产生影响,进而影响到地表水循环。褒河流域1979-1984、1992-2001年地表水平衡各分量年平均值的空间分布的模拟结果表明,蒸发过程中植被蒸腾作用相对重要,地表土壤作用则相对较小。对于地表径流分布的模拟,土壤水分的空间差异不算太大,比较符合实际情况。对栅格时间序列的模拟结果表明,地表径流呈现出明显的年周期变化,这与气候与水文资料分析的结果一致的。 (5)对褒河流域所进行的模拟试验,得到均匀性农田植被时流量的模拟误差达到21.82%,应用传统的植被类型资料模拟流量时的误差有下降,但有比实际流量偏少现象,达到-14.23%;应用非均匀性遥感地表类型模拟的流量为误差最小,平均误差只有1.43%。可见,地表非均匀性对于地表水循环的影响很大,这种影响进而又影响着河流的流量变化。


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