關(guān)于用rs測(cè)定地表蒸發(fā)量

1、題目題目：從Landsat - 5衛(wèi)星TM 數(shù)據(jù)上利用SEBS 模型檢索澳大利亞灌溉區(qū)域的實(shí)際蒸發(fā)量偉強(qiáng)馬a,b,c，穆赫辛哈菲茲b，Umair拉巴尼b，彥石川c，姚明馬da陸面過(guò)程與氣候變化中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所，中國(guó)科學(xué)學(xué)院，蘭州，730000甘肅，中國(guó)的一個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室b國(guó)際糧食安全，查爾斯特大學(xué)，沃加沃加，新南威爾士州2678，澳大利亞的水資源中心c防災(zāi)研究所，京都大學(xué)，宇治市，京都611-0011，日本d實(shí)驗(yàn)室青藏高原環(huán)境變化與地表過(guò)程，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所，中國(guó)科學(xué)研究院，北京100085，中國(guó)摘要摘要基于地面蒸發(fā)量（ET）的概念是陸地-大氣相互作用，如節(jié)水灌

2、溉，灌溉系統(tǒng)的性能，作物水分虧缺，干旱減災(zāi)戰(zhàn)略，及水資源短缺作為關(guān)鍵問題的干旱，半干旱區(qū)集水區(qū)準(zhǔn)確的氣候預(yù)測(cè)模型初始化。最近一年澳大利亞的干旱及對(duì)該地區(qū)氣候變化的關(guān)注發(fā)現(xiàn)，明顯需要管理水資源的可持續(xù)性特別是在使用大量的水，食品安全和生產(chǎn)的穆倫比基流域。本文討論了基于陸地衛(wèi)星 - 5 TM 數(shù)據(jù)上SEBS模型的可用性及通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)得出位于澳大利亞新南威爾士州西南面的Coleambally 灌區(qū)（CIA）的蒸發(fā)量。16個(gè)陸地衛(wèi)星 - 5 TM的場(chǎng)景，2009年，2010年和2011年在CIA 估計(jì)實(shí)際ET覆蓋的時(shí)間段。為了驗(yàn)證所使用的方法，在地面測(cè)量ET與地球資源衛(wèi)星 - 5 TM 檢索實(shí)際ET結(jié)

3、果CIA進(jìn)行比較。在CIA上得出的ET值更接近現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。從遙感結(jié)果和觀測(cè)，根均方誤差（RMSE）為0.74，平均APD為7。5。獲得的衛(wèi)星遙感值屬于合理的范圍內(nèi)。研究介紹研究介紹ET與能量有關(guān)而水的循環(huán)又與陸面水文過(guò)程的生態(tài)過(guò)程相聯(lián)系。區(qū)域ET精確測(cè)定和估算的氣候，水資源規(guī)劃與管理，農(nóng)業(yè)節(jié)水作物生產(chǎn)模擬和環(huán)境問題的演變，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義“（。土地表面的熱通量是采用原位數(shù)據(jù)檢索ET的基礎(chǔ)ET的水平衡，對(duì)農(nóng)田灌溉水和降水的主要消費(fèi)使用的一個(gè)核心問題?；谶b感技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和模型依賴于地表能量平衡是目前最適合在現(xiàn)場(chǎng)和區(qū)域尺度上，如對(duì)土地的地表能量平衡算法（SEBAL），地表能量平衡指數(shù)（SEBI）

4、，（Menenti和喬杜里，1993年），簡(jiǎn)化的表面能量平衡指數(shù)（S-SEBI），地表能量平衡系統(tǒng)（SEBS）和映射ET與內(nèi)在的校準(zhǔn)但也有少數(shù)在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的案件，例如采用實(shí)地觀察和SEBS檢索熱通量為灌溉區(qū)的澳大利亞。因此，SEBS 模型估算的實(shí)際ET利用地球資源衛(wèi)星 - 5 TM 數(shù)據(jù)為CIA的評(píng)估是必須的，也是必要的。在許多能量平衡模型，地表溫度（ ）是重要的邊界層條件估算區(qū)域ET之一。在CIA中，大部分的輸入數(shù)據(jù)（，空氣溫度 一個(gè)，干，濕區(qū)點(diǎn)，渦度協(xié)方差結(jié)果）很容易獲得。這就是為什么我們使用了SEBS 模型估計(jì)實(shí)際ET CIA的澳大利亞。研究與摘要所述一樣（方法，時(shí)間）理論和方法理論和

5、方法SEBS是對(duì)于評(píng)估大氣湍流通量，蒸發(fā)分?jǐn)?shù)和利用衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)得到的實(shí)際ET而有針對(duì)性提出的一個(gè)模型，它土地地面氣象觀測(cè)資料緊密結(jié)合的。表面能量平衡方程：Rn=H+E+G0Rn是凈輻射通量，H是感熱通量，E為潛熱通量和G0是土壤表面熱通量。能量平衡計(jì)算的單位是W M -2在本文中，SEBS 模型檢索算法應(yīng)用到地球資源衛(wèi)星 - 5 TM 數(shù)據(jù)，以評(píng)估其在CIA內(nèi)適用性。首先，地球資源衛(wèi)星 - 5 TM 數(shù)據(jù)從它的子系統(tǒng)進(jìn)行了重新投射到相同的空間分辨率。從陸地衛(wèi)星 - 5 TM的波段3和4得到 數(shù)據(jù)歸一化植被指數(shù)（NDVI）。表面反照率短波輻射率由梁式精細(xì)波段轉(zhuǎn)換得到。陸地表面溫度（ ）是So

6、brino 等 人開發(fā)的方法得到的就是使用單聲通道方法 從Landsat - 5衛(wèi)星TM的 熱紅外（TIR）波段數(shù)據(jù)得到的。輻射傳輸模型 6S用于地球資源衛(wèi)星 - 5 TM 數(shù)據(jù)的大氣校正?？梢酝ㄟ^(guò)將檢索從Landsat - 5衛(wèi)星TM 數(shù)據(jù)下反照率，地表比輻射率和陸地表面溫度和向下的短波和長(zhǎng)波熱輻射現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量相結(jié)合的方法得到表面凈輻射通量。區(qū)域ET導(dǎo)出作為 （圖1）中描述的，使用的蒸發(fā)餾分。將TM 數(shù)據(jù)與實(shí)地觀察相結(jié)合得出的SEBS圖凈輻射通量的Rn估計(jì)為 0是表面的發(fā)射率，K表是向下的短波和 ，長(zhǎng)波輻射分量。r0是地表反照率。是Stefan-Boltzmann常數(shù)（5:67 10 8 Js

7、1m 2 K 4）。土壤熱通量公式為：G0=Rnc+(1fc)(sc)其中常數(shù) = 0.05是完整的植被和 S = 0.315裸土。 C是小數(shù)的郁閉度。對(duì)于所產(chǎn)生的顯熱和潛熱通量，在這里使用相似理論。在大氣中的表面層（ASL）中，平均風(fēng)速u概況的相似關(guān)系和平均電位的表面與空氣之間的溫度差， 0 - 一個(gè)，通常寫在積分形式如下： Z是以上的陸地表面的高度，u是摩擦速度，C P 是空氣的定壓比熱，是空氣，K表的密度 = 0.4是馮卡門的常數(shù)（謝潑德，1947），其在d0是零平面位移高度和z0米是動(dòng)量傳遞的粗糙度高度， 0是在表面的潛在的溫度，一個(gè)是潛在的空氣溫度在高度 z 和 z 0h是標(biāo)量粗糙度

8、高度為傳熱， 米和 的穩(wěn)定性修正函數(shù)分別為動(dòng)量和感熱轉(zhuǎn)移， 和 L 是Obukhov長(zhǎng)度為了估計(jì)蒸發(fā)餾分，SEBS使用了在干式限制和濕上限制的情況下能量平衡，例如，相對(duì)蒸發(fā)可推導(dǎo)為:H 濕感熱通量在潮濕的限制和H干式顯熱通量在干燥的限制在H濕和H干進(jìn)行了詳細(xì)估算后（2002，蘇）蒸發(fā)部分的估算：E 濕的潛熱通量在潮濕的限制。潛熱通量（E）然后，可以計(jì)算出：E=(RnG0)最后，每天的實(shí)際ET可以寫為：其中 瓦特是水的密度（1000公斤米-3）和在這個(gè)等式中的平均每日凈輻射?，F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)CIA位于Murrumbidgee河集水區(qū)的下部，約650公里，西南悉尼，澳大利亞新南威爾士州的R

9、iverina區(qū)（下圖）。密集的灌溉灌溉面積包含約79,000公頃，42000公頃的灌溉 /旱地場(chǎng)，排污口區(qū)面積的 297000公頃，供水至478農(nóng)場(chǎng)，擁有362個(gè)業(yè)務(wù)單位。水的地區(qū)轉(zhuǎn)移到Murrumbidgee河通過(guò)在Gogeldrie堰41公里長(zhǎng)的總干渠，然后被分配通過(guò)477公里供應(yīng)渠道。CIA的主要夏季作物（11月4月），包括大米，大豆，玉米（玉米），葡萄，李子，向日葵，苜蓿，主要冬季作物（五月至十月），而包括小麥，燕麥，大麥，油菜，向日葵，苜蓿。牧場(chǎng)放牧在這兩個(gè)季節(jié)都可以。CIA設(shè)在澳大利亞的冬季降水氣候帶（炎熱，干燥的夏季和占統(tǒng)治地位的冬季降水）。在過(guò)去的10年（1997-2007）

10、氣象局Coleambally的氣象站的氣候平均值顯示，七月份的平均最低氣溫3.6C，一月的平均最高溫度為33.2C. 每年平均降雨量為384毫米。每月平均蒸發(fā)量范圍從7月份的41.2毫米到1月282.2毫米，年均蒸發(fā)1723毫米的。最近的干旱，水分配的明顯減少和對(duì)氣候變化的關(guān)注，強(qiáng)調(diào)需要管理水資源的需求，并提供更可持續(xù)的方案，尤其是在CIA，它利用分散的水源進(jìn)行糧食生產(chǎn) 位置Coleambally 灌溉區(qū)為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)為獲取實(shí)際ET，在CIA內(nèi)建設(shè)了觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。它包括：兩個(gè)常任自動(dòng)氣象站（AWS）;兩個(gè)便攜式渦流的協(xié)方差站（EC）直接獲得顯熱和潛熱通量數(shù)據(jù)記錄器。為了得到顯熱和潛熱通量，在這里

11、使用了EC方法。湍流數(shù)據(jù)處理，觀察與超聲風(fēng)速儀，溫度計(jì)和紅外溫濕度計(jì)，采用渦度相關(guān)方法。我們得到了30分鐘的顯熱和潛熱通量數(shù)據(jù)記錄器Landsat - 5衛(wèi)星衛(wèi)星TM 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Landsat - 5衛(wèi)星專題制圖儀（TM）是一系列地球觀測(cè)衛(wèi)星飛行任務(wù)。由美國(guó)國(guó)家航空和航天局（NASA）和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）共同管理。自1972年以來(lái)，地球資源衛(wèi)星的衛(wèi)星已經(jīng)收集到信息，了解地球空間。這個(gè)科學(xué)，遙感，成熟的地球資源衛(wèi)星項(xiàng)目。地球資源衛(wèi)星的衛(wèi)星已經(jīng)采取專門的數(shù)碼照片，地球的大洲和周圍的沿海地區(qū)超過(guò)三十年，人們可以研究我們這個(gè)星球的許多方面動(dòng)態(tài)變化。這種變化包括自然過(guò)程和人類實(shí)踐。陸地衛(wèi)星 - 5

12、 TM衛(wèi)星是一種最常用的環(huán)境研究。TM是由七個(gè)波段組成，六種可見光和近紅外線的，并只有一個(gè)波段位于熱紅外區(qū)域。過(guò)CIA 的Landsat - 5 TM的觀測(cè)時(shí)間10:50（夏令時(shí)間11時(shí)50分）左右，悉尼時(shí)間（GMT +10 GMT +11夏令時(shí)）。結(jié)果與討論結(jié)果與討論我們選擇Landsat - 5衛(wèi)星TM衛(wèi)星數(shù)據(jù)（16個(gè)場(chǎng)景，覆蓋的時(shí)間段在研究區(qū) 2009年，2010年和2011年），在晴朗的時(shí)候研究實(shí)際的ET分布。使用SEBS 模型，得出的實(shí)際ET的區(qū)域分布。表1是對(duì)SEBS 模型輸入數(shù)據(jù)的氣象參數(shù)。表一表一由于土地表面特征在不同時(shí)期的強(qiáng)烈對(duì)比，ET有個(gè)很大的范圍如水稻，大豆，玉米，葡萄，

13、李子，向日葵，苜蓿，濕地在不同的季節(jié)的數(shù)值。計(jì)算的遙感ET結(jié)果在夏季比其他季節(jié)高。最大ET值可以得出每天CIA超過(guò)10毫米。在夏季，我們?cè)诘玫降腃IA 的實(shí)際ET發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的結(jié)果。如果沒有水（干區(qū)），ET是一般的小。但有一個(gè)大面積的稻田，這使得到的ET值非常大。在CIA，空氣的溫度高于水的表面溫度;這么多的太陽(yáng)輻射，所吸收的水稻水表面。在同一時(shí)間的能量轉(zhuǎn)移到水中，使水的溫度的升高。所有這些因素導(dǎo)致了一個(gè)很大的ET值在夏季。驗(yàn)證在現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)與實(shí)際驗(yàn)證在現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)與實(shí)際ET所有來(lái)自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)的實(shí)際ET也與CIA（表2）的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量進(jìn)行了比較?？梢远繙y(cè)量之間的差異得到的結(jié)果（ H 來(lái)自（） ）值與實(shí)測(cè)值（ H 測(cè)定（） ）的絕對(duì)百分比差異（APD）在研究領(lǐng)域內(nèi)得到的ET值更接近野外觀測(cè)（圖3）。也就是說(shuō)SEBS 模型得到ET是合乎邏輯的，并且可以用于CIA。得到的衛(wèi)星遙感值在合理的范圍內(nèi)。從圖。4，我們可以看到在不同的ET高峰和低谷值。圖三圖四我們用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)為ET作的擬合曲線其中ET _RS是遙感結(jié)果結(jié)論結(jié)論在本文中，CIA，SEBS 模型引入并獲得了一些一般性的結(jié)果。通過(guò)