基于DEM的气候因子空间模拟及棕榈适宜性评价

【摘要】：本文以云南省红河县为研究样区,以气象观测站点常规观测资料为基础数据,基于DEM,运用地理信息系统(GIS)技术对研究区内气候因子(日照时数、太阳辐射、气温、降雨量)的空间分布进行了研究,并对棕榈种植适宜性进行了评价。主要成果如下： (1)根据DEM的特点和建立方法,建立了研究区红河县的DEM；通过DEM提取了坡度和坡向两个重要的地形因子,坡度和坡向是气候模拟的基础地形因子。 (2)通过计算太阳对地运行轨迹,得出不同时间不同经纬度的太阳高度角和太阳方位角,并通过ARCGIS软件结合坡度、坡向地形特征对任意地点的太阳可照时数进行计算和模拟,最后通过日照百分率计算日照时数；利用计算机技术绘制了红河县各个月份的太阳日照时数分布图。模拟结果表明,红河县日照时数地形差异明显,主要规律是山谷小、山脊大,阴坡小、阳坡大。 (3)通过计算天文辐射总量,以日照时数的模拟为基础,计算太阳不同时间的直接辐射和散射情况,再结合坡度、坡向地形因子的影响,模拟出各个月份的太阳日辐射量分布,最后计算全年的太阳辐射量；绘制了红河县各个月份太阳日辐射量分布图。模拟结果表明,红河县辐射量分布也表现出明显的地形差异,规律是南坡大、北坡小。 (4)利用红河县近年的气象观测站气温和降雨量资料,通过样条函数插值法分别对已有的年平均气温、最低气温和年降雨量进行插值,利用多元回归方程,加入地形因子,太阳辐射因子等建立气温和降雨量的多元回归方程,得到气温和降雨的模拟模型,最后将未解释尽的残差进行样条插值,并将其与模拟模型结果叠加,最后得到气温和降雨量的模拟结果：绘制了红河县年平均气温分布图、最低气温分布图和年降雨量分布图。研究表明,红河县气温和降雨量的分布具有明显的地形差异,气温随高程的增加逐渐降低,阳坡的气温比阴坡的气温高,降雨量从东北向西南呈递增趋势,高程也对降雨量有很大的影响。 (5)利用已获得的红河县日照时数、太阳辐射、气温、降雨量各气候要素的空间分布成果,结合海拔高程和坡度等数据,建立了试验样区棕榈适宜性评价因子数据库。并依据一定的指标进行打分与分级,获得了棕榈适宜性评价等级的空间分布图,并与已有的棕榈种植区数据进行对比。研究结果表明,红河县棕榈种植分布评价结果是合理的,其规律：适宜程度从东部西部向中部逐渐降低；最适宜区和适宜区主要分布在东部和西部自然条件较好的区域,中部地区海拔较高,为一般适宜区。 利用本研究对气候因子研究模拟的结果,可以用来进行专题分析,具有很强的实用性,为地形复杂地区进行气候资源调查、精细农业、农业区划以及生态环境建设等方面提供重要的依据。既可以节省大量的野外考察工作,又可以提高工作效率和质量。

【关键词】：GIS 数字高程模型 气候因子模拟 棕榈适宜性评价 红河县
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P208;P468
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