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【6h】

基于遥感的三峡库区典型样区潜热通量反演

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摘要

将三峡库区腹地部分地区作为典型样区进行潜热通量的空间分布状况研究,对库区地表覆被变化气候效应模拟有着重要的保证。作为水分循环和能量平衡中的重要组成部分,满热通量在地球表面与大气交换的水汽通量过程中扮演着重要的角色。在陆地水文过程中,潜热作为水分的被携带者,将在地球内部与海洋之间进行相互交换。在该交换过程中,潜热通量对全球水分和能量的分布起着一定的调节作用。气候对陆地表面潜热通量的变化相当敏感,因此气候变化将对一个地区的水资源时空分布形成直接的影响,也在一定程度上影响着该地区经济发展进程。由此可见,对区域潜热通量的研究将有助于科学认识气候效应,并根据其变化规律在生产实践中因势利导。
　　 本文对潜热通量遥感研究的理论和方法进行了一定的归纳和总结,在此基础上对研究区进行潜热通量反演研究。首先,对遥感数据进行预处理,利用ENVI对Landsat-5TM数据进行辐射定标和大气校正,剔除大气对遥感影像的影响。其次,在对遥感数据预处理基础上进行地表参数反演:1、假定地表为Lambertian,采用窄带向宽带进行转换的相关公式对研究区进行地表反照率反演:2、在Landsat-5 TM数据第三、第四波段基础上,计算出研究区植被指数,然后利用植被指数进行植被覆盖度估算;3、将地球表面不同区域的地表覆被大体上分为水面、建筑和自然地表三种类型,分别对自然和建筑地表进行地表比辐射率估算:4、假定地表是Lambertian,依据卫星遥感器所观测剑的热辐射强度,获得相关参数后,在辐射传导方程基础上求解地表温度;5、在地表比辐射率、地表温度、大气温度、大气比辐射率以及地表反照率等参数基础上,通过短波和长波辐射过程获得净能量即地表净辐射;6、采用Bastiaanssen经验公式进行土壤热通量反演。最后,在洪刚等人关于潜热通量与地表净辐射通量和土壤热通量三者间经验公式基础上,对研究区进行潜热通量反演,并将过境时刻的潜热通量值利用相关正弦模型推算日潜热通量。
　　 在本文研究中,地表参数的遥感反演采用比较简单实用的算法。为保证最终的地表潜热通量估算值精确可信,进行地表潜热通量的过程参数反演时,必须保证参数的精准度。通过反演的结果发现:在不同的地表覆被状况下,所表现出的潜热通量不尽相同,并具有独特的性质,潜热通量的空间分布随着地表覆被变化而有明显变化。
　　 本文在反演结果的验证中,结合了一些气象规律,使用FAO Penman-Monteith气象公式对气象站点的潜热通量进行计算,并进行空间插值,得到更多的验证样本数。本文在有限的数据资源条件下,对研究区进行了潜热通量反演。通过对遥感反演的日潜热通量值与FAO方法计算的潜热通量对比分析,表明本次采用的遥感反演方法具有一定的正确性和可用性,对库区气候情景模拟有一定的现实意义。

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