分别以大沽河、云山镇、移风店及南墅中学4个气象自动站的2013年月降水观测值为参照,通过分析估测降水量与实际降水量的关系,检验流域月降水遥感估测的有效性。图4.2为大沽河站点实测降水量与卫星估测降水量对比图。实测降水量与估测值线性相关,回归方程拟合度非常理想。综上所述,尽管某些站点个别月份的降水估测值存在较大误差,基于FY-2F的降水估计结果仍然可以表达流域降水的时空分布规律,是较为理想的降水产品。......
2023-09-17
从水文循环与流域径流形成的角度看,流域的径流受到降水、蒸散发、土壤含水量、土地利用类型等众多因素的影响与控制,大气与水文(地表水文及地下水文)各要素之间总是在相互作用与相互影响着:大气的气流强度(风力大小及方向)、大气湿度、大气温度、大气降水(量、强度及持续时间)、大气的蒸发能力等要素与地形地貌、地表(土壤)温度、地表水面积、地表水温度、地表(土壤)湿度、地表覆盖物[植被、人工建(构)筑物及其类型]占比、地下水埋藏深度、土壤及地表浅部足以影响地下水蒸发及降水入渗的物质性质[土壤类型、岩(土)石类型]等诸多因素时刻相互影响与相互制约着。其中降水和蒸发是大气-水文相互作用过程中起决定性作用的两大主要因素。
监测是研究和认识运动变化事物的基本手段,对大气和水文现象这些变化事物的研究和认识也离不开监测。然而,传统的监测手段方法存在监测不连续、时段及范围受限等问题,因此监测工作应由过去的间断性的、多时段、多点位人工监测向自动、连续、面状或立体监测发展,但是采用传统的人工监测,尤其是对一定规模的全流域实现这种转变,几乎是不可能的,即使资金和人力充裕也是难以实现的。近年来,随着遥感技术的飞速发展,大量遥感数据被广泛用来研究大气和水文现象,弥补了常规站点观测范围和观测时段有限的不足,并且速度快、成本低,成为研究流域大气-水文现象的相互作用过程的有效手段。
本书就是基于上述思想,利用遥感技术,对大沽河流域的降水、蒸散发、土壤含水量、土地利用等指标进行了监测的尝试性工作,如利用降水遥感的监测结果,可以预报径流量大小,至少可以预测预报径流量的范围。通过对多种要素的遥感结果进行合并、串联,可实现对大沽河流域大气-水文相互作用过程进行遥感监测的目标,由此也就构建起了流域大气-水文相互作用过程遥感监测体系。尽管该体系由于数据的获得渠道等原因,使得所获得的监测结果存在误差大或精度不高等问题,但是从理论及实践上,都证明这个监测体系是可行的。相信随着未来卫星遥感数据精度的提高,通过这样一个体系就能够实现较高精度监测效果,体系框图见图9.1。
该体系主要包括遥感监测指标和模型建立流程两大部分。监测指标包括了利用遥感技术手段监测全流域土地利用类型、降水、蒸散发、土壤含水量、地表径流和河道变迁等大气及水文要素,包括它们的多年变化;模型建立流程是实现对上述监测指标的遥感监测的一般步骤。以下将对监测指标的遥感监测与模型建立流程两大方面,分别予以简要总结。
图9.1 流域大气-水文相互作用过程遥感监测体系
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分别以大沽河、云山镇、移风店及南墅中学4个气象自动站的2013年月降水观测值为参照,通过分析估测降水量与实际降水量的关系,检验流域月降水遥感估测的有效性。图4.2为大沽河站点实测降水量与卫星估测降水量对比图。实测降水量与估测值线性相关,回归方程拟合度非常理想。综上所述,尽管某些站点个别月份的降水估测值存在较大误差,基于FY-2F的降水估计结果仍然可以表达流域降水的时空分布规律,是较为理想的降水产品。......
2023-09-17
本书就是基于上述思想,利用遥感技术,对大沽河流域的降水、蒸散发、土壤含水量、土地利用等指标进行了监测的尝试性工作,如利用降水遥感的监测结果,可以预报径流量大小,至少可以预测预报径流量的范围。通过对多种要素的遥感结果进行合并、串联,可实现对大沽河流域大气-水文相互作用过程进行遥感监测的目标,由此也就构建起了流域大气-水文相互作用过程遥感监测体系。......
2023-09-17
研究河道变迁需要提取河道的特征信息,能否提取出能合理、有效地反映河道变化的特征因素对河道变迁的研究意义重大。同期的更多类似研究采用了遥感及地理信息系统技术。杨娟、王心源等利用不同时相的TM、MSS、SPOT-5及中巴资源卫星影像,用MNDWI指数法及谱间关系法提取了长江安徽段1978—2009年间河道特征信息,并分析研究其演变特点。......
2023-09-17
使用Matlab编程,将2个时相8d合成的地表温度数据合成为1个时相16d合成的地表温度数据。利用上一步骤中提取的数据,在Excel中对NDVI和最大和最小陆地表面温度进行线性拟合,获得干边和湿边方程的系数a1、b1、a2和b2。使用Matlab编程,根据式计算图像上每个像元的温度植被干旱指数值,获取流域TVDI的分布图,根据TVDI等级划分形成大沽河流域土壤湿度分布图。图5.4显示了部分Matlab程序文件列表。......
2023-09-17
FY-2F气象卫星产品是对FY-2F 原始资料进行处理后形成的加工产品,这些产品经过计算机网络及通信线路分发后形成分发产品。目前国家卫星气象中心通过9210信道或GST 线路分发的FY-2F 气象卫星产品有图像产品、定量产品、图形和分析产品三大类。风云卫星遥感数据服务网站上发布了1h、3h、6h、24h的降水估计产品。......
2023-09-17
传统的蒸散发估算方法局限于局部尺度,而较大空间尺度内陆面特征和水热传输的非均匀性导致传统的估算方法难以获取区域尺度的蒸散发。遥感以少量的地面数据估算大范围区域蒸散的优势被认为是可以经济、有效地提供区域蒸散发消耗量的唯一方法。该公式被证明在致密冠层的蒸散发估算上有良好的效果。除Penman类模型外,R.J.Bouchet于1963年提出了陆面实际蒸散与可能蒸散之间的互补关系原理,为估算实际蒸散发开辟了新的途径。......
2023-09-17
从大沽河流域2013年逐月的蒸散量结果可以看出,四季典型蒸散量的年内分布均体现出大沽河流域自然气候条件特征,存在明显的季节变化规律:夏季最大,春秋次之,冬季最小。冬季蒸散量相对较少,12月、1月、2月的月均蒸散量分别为30.34mm、20.01mm、22.83mm。总体而言,水体蒸散量最大,其次是林地和耕地,城镇及建筑用地蒸散量最小。虽然存在一定误差的影响,但是2013年大沽河流域蒸散量估算值与年内变化趋势均与实测数据具有良好的一致性。......
2023-09-17
MODIS每一个仪器的设计寿命为5年,将计划发射4颗卫星。由此估计,利用MODIS仪器至少将获得5年36个光谱波段的地球综合信息。NASA 提供MODIS全球数据产品,共有44种标准产品,具有不同的时 间和空间分辨率,均由DAAC 存储和发布。该产品中的地表温度是通过建立31通道、32通道亮温线性组合的劈窗算法计算获取的,其中通道亮温值是根据辐射度与0.1K 步长亮温的查找表来确定,在计算地表温度过程中需要的发射率是根据MODIS土地覆盖产品确定的。......
2023-09-17
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