遥感技术估算干旱区蒸散发研究进展.docVIP

此很难取得准确的估算结果 ［%9，%］ !虽 然这种状况可以通过多点观测来加以改善，但多点 密集观测成本高，并且对于大尺度蒸散发研究依然 存在尺度转换问题!而遥感方法空间连续和时间动 态变化的特点，能够轻易实现由点到面的转换，同时 可以提供与地表蒸散和能量平衡过程密切相关的参 数，这些特点使其在干旱区大尺度蒸散发估算研究 中得到了广泛应用! ! 遥感反演干旱区地表特征参数 遥感方法是一种间接的蒸散发估算方法，并不 能直接估算得到蒸散发，而是将其反演的干旱区地 表参数输入模型中，计算得到实际的蒸散发!应用 遥感技术估算蒸散发的关键技术是如何使用遥感数 据准确获取地表反照率植被参数和地表温度!这 ; 个参数可以综合反映干旱区下垫面的几何结构和 湿热状况，并影响着地表能量收支动量和热量传输 等，它们反演的正确与否直接影响到干旱区地表蒸 散发估算精度，因此，学者们针对这 ; 个地表参数开 展了大量研究! ’3 ( 地表反照率 地表反照率表示到达地表的太阳辐射中不能被 地表吸收的部分，决定了地表蒸散发有效能量的大 小!反演地表反照率最主要的影响因素有太阳高度 角和地表覆盖类型 ［%7］ ! 太阳高度角对地表反照率的作用是间接的，主 要是通过改变地表粗糙度的大小来影响太阳辐射形 成的阴影面积，从而影响地表反照率的大小!刘辉 志等 ［%#］ 通过研究干旱区不同下垫面地表反照率特 点指出: 太阳高度角低于 $]的情况下，地表反照率 会随着太阳高度角的增加而降低，但当太阳高度大 于 $]时，地表反照率基本上趋于不变!张果等 ［%8］ 在对内蒙古荒漠草原地表反照率研究中得到了和刘 辉志相同的结论，并指出地表反照率与太阳高度角 呈指数关系!文莉娟等 ［!$］ 对干旱区绿洲地表反照 率进行了研究，结果表明: 在太阳高度角为 ;$]时早 上比下午的地表反照率大 $3 $;%，在太阳高度角为 $] = 9$]时，上午和下午的地表反照率基本一致! 吴艾笙等 ［!%］ 对黑河实验区不同下垫面的地表反照 率和太阳高度角进行了研究，并建立了地表反照率 和太阳高度角的函数关系! 同时，也有学者提出地表反照率也会随着下垫 面的不同存在明显的差异 ［!!］ !陈云浩等 ［!;］ 按照不 同下垫面土地利用类型分别建立了相应的地表反照 率计算方法，并对我国西北地区地表反照率进行了 计算，计算精度较高!肖瑶等 ［!］ 对西藏北部 ; 种不 同植被类型下垫面的地表反照率特征进行了分析， 结果表明: 与其他植被类型相比，荒漠草原反照率最 大!郭建茂等 ［!9］ 在宁夏地区对地表特征参数的研 究中，得到地表反照率的低值区多为水体和浓密植 被，最高值区为裸地!张杰等 ［!］ 应用 +f,6?f’-, 卫星资料反演了西北干旱绿洲的地表反照率，得到 结论土壤植被沙漠水体的地表反照率存在显著 不同! 虽然学者们在我国西北干旱区开展了大量的地 表反照率研究，且应用遥感技术反演地表反照率也 有了较为成熟的方法，但相对而言，我国西北干旱区 地表反照率的确定工作还没有取得实质性的进 展 ［!7］ ，还需要再做进一步的研究! ’3 ’ 植被参数 植被参数决定了地表蒸散发有效能量在植被和 土壤间的分配，是影响蒸散发进行能量和水分交换 的重要参数!主要的参数包括植被覆盖度叶面积 指数和归一化植被指数等! !3 !3 % 植被覆盖度 植被覆盖度是指植被投影面积在单位面积上所 占的比例!传统的估算方法主要是依靠地面样方获 取到点上的植被覆盖度!然而植被覆盖度具有明显 的时空变异性，地表实测的点数据很难在较大的空 间尺度上进行动态测量!遥感影像能够提供反映大 尺度空间尺度的植被覆盖信息及变化趋势，这一特 点使其成为估算区域植被覆盖度的主要技术手段! 当前遥感技术估算植被覆盖度的方法主要有 ; 种: 经验模型法植被指数转换法和混合像元分解法! ( %) 经验模型法: 经验模型主要是通过建立实 测植被覆盖度数据与植被指数的经验模型来求取植 被覆盖度!经典的模型有: +BOKh11P 等 ［!#］ 建立了多 种植被指数和植被覆盖度的线性回归方程; ’M6 N1EP 等 ［!8］ 在新西兰地区用多波段 ,f/ 资料建立 了地表植被覆盖度与 )’(- 的非线性经验关系模 型; QDKKD@C 等 ［;$］ 用 )f c(0.. 数据按照不同 覆盖类型建立了植被覆盖度和 )’(- 的经验关系! 但由于该模型依赖于特定的地面数据，在区域范围 内推广应用存在诸多的不确定因素!尤其是在干旱 区和半干旱区这种生态环境变化比较大的区域! ( !) 植被指数转换法: 植被指数转换法是通过 对各像元中植被类型及分布特征的分析，建立植被 指数与植被覆盖度的转换关系来直接提取植被覆盖 第 # 期 王国华等: 遥感技术估算干旱区蒸散发研究