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《西北师范大学》 2016年
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基于SEBAL模型的民勤绿洲蒸散发遥感估算

徐春华  
【摘要】:蒸散发是最重要的水文和生态过程之一,会影响区域乃至全球的水资源平衡、能量平衡、气候以及人类生活与生产。在当前全球气候变暖和全球淡水资源日益短缺的背景下,蒸散发作为淡水资源的主要消耗方式之一,对全球生态环境的意义日益显现,有关蒸散发的研究已成为水文学科的研究热点。不同区域气候背景下的蒸散发研究可以更精确地揭示区域水文循环的过程,为区域水资源的优化配置提供参考。本研究以GIS技术为主要手段,结合DEM数据,对SEBAL模型进行了地形校正;以Landsat8为数据源,结合地面观测资料反演了民勤绿洲的各关键参数和能量平衡中的各能量分量(地表净辐射通量,土壤热通量和显热通量),分析了其时空分布格局;用经过校准后的SEBAL模型估算了民勤绿洲2014年6-10月的地表蒸散发量,利用相关分析法对各参数与日蒸散发量进行了相关分析,根据二维散点图探讨二者的相关关系;分析了日蒸散发量的时空分布特征,在此基础上,统计了不同土地利用类型的平均日蒸散发量和日蒸散发总量。主要结论如下:(1)利用DEM对SEBAL模型进行优化校正,并结合Monin-Obukhov稳定度订正和边界层总体相似理论对大气稳定度进行校准和订正。经过地形校正和相似性理论订正后使得SEBAL模型的估算精度更高。(2)采用两种数据对估算结果进行精度验证:民勤气象站蒸发皿蒸发数据和用Penman—Monteith方程计算的参考日蒸散发数据。两种方法的验证结果显示SEBAL模型的反演精度均在85%以上,都说明本研究的模拟结果合理,校正后的SEBAL模型可以运用到干旱区绿洲地表蒸散发的估算研究中。(3)研究区日蒸散量存在时空差异。通过对比发现,6-10月日蒸散量中,7月最高,10月中旬最低。空间分布上,高值区主要集中在坝区中部、泉山区西部和湖区的东部及南部,而低值区主要分布在坝区西北部和东南部、泉山区东部以及湖区的北部。(4)经过相关分析发现,NDVI、f、ε和lc与日蒸散发呈正相关,其中NDVI与日蒸散发量呈显著正相关(r=0.846,P0.001);Ts、α和τs与日蒸散发呈负相关,其中Ts与日蒸散发量呈显著负相关(r=-0.861,P0.001)。(5)结合土地分类,对比分析了不同土地利用类型的日蒸散发量和日蒸散发总量。各种土地类型单位面积日蒸散发量从大到小依次为:水域、耕地、弃耕地、林地、高盖度草地、居民地、灌木和疏林地、低盖度草地、未利用地。每种土地利用类型的日蒸散发总量从大到小依次为:耕地、灌木和疏林地、未利用地、弃耕地、低盖度草地、林地、居民地、高盖度草地和水域。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P407;P426.2

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