遥测蒸发散penman-monteith法与地表能量平衡法之探讨.pdfVIP

航測及遙測學刊 第十一卷 第三期 第269-281 頁 民國95 年9 月 269 Journal of Photogrammetry and Remote Sensing Volume 11, No.3, September 2006, pp. 269-281 遙測蒸發散:Penman-Monteith 法與地表能量 平衡法之探討 1 2 3 郭振民 盧書炫 游保杉 摘要 本研究目的為發展直接應用遙測影像計算蒸發散之方法，利用 MODIS 衛星影像建立 Penman-Monteith 公式與地表能量平衡模式-Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL)及 Simplified Surface Energy Balance Index (S-SEBI)模式-所需要的氣象因子之回歸式，並將估算結果轉換為全日實際蒸發散量與測站蒸 發皿觀測值比較，根據評鑑指標優選適合台灣西半部地區遙測資料估算蒸發散量之方法，並討論不同估 算方法中各氣象因子對蒸發散估算結果之影響。研究結果顯示以 Penman-Monteith 公式估算結果最佳 (ME=1.07mm/day, RMSE=1.28mm/day) ， 而 誤 差 來 自 於 淨 輻 射 量 的 影 響 ； SEBAL 模 式 結 果 較 差 (ME=1.61mm/day, RMSE=1.91mm/day)，誤差來源為淨輻射量；S-SEBI 模式結果最差(ME=2.07mm/day, RMSE=2.68mm/day)，乃由於影像解析度不足造成混合像元現象，而影響蒸發散比值之估算。 關鍵詞：蒸發散量、衛星遙測、MODIS、Penman-Monteith、SEBAL、S-SEBI 1.前言 研究有：Nishida et al. (2003)利用 MODIS 影像，發 展蒸發散比值(Evaporation Fraction)之估算法，藉由 以往在蒸發散量推估上，單純以固定氣象站之 地溫與植生指數(Vegetation Index, VI)關係圖推估 蒸發皿量測結果或是利用相關經驗公式推估結果 所需參數以決定蒸發散比值，即可得知地表可感熱 應用到整個研究集水區，不僅忽略了集水區內的非 通量與潛熱通量之分配情形。Venturini et al. (2004) 均一性，同時也無法反應出集水區中不同區域的實 則以 NOAA AVHRR 及 MODIS 影像，利用反演之 際狀況。近年來，由於遙測技術進步，衛星影像具 地溫與 NDVI 關係圖，推求美國南佛羅里達地區之 有涵蓋面積廣闊、收錄波段內容豐富及長期監測的 蒸發散比值，並比較兩影像所得結果之差異，結論 優點，可由傳統的「點」觀測拓展至整個觀測區域 為蒸發散比值估算中，其值主要受當地大氣條件及 的「面」觀測，對於人煙罕至與資料不易取得的地 衛星感應器視角所影響。Nagler et al. (2005)針對美 區，遙測提供了一個取得大範圍資料的方法。 國新墨西哥州 Middle Rio Grande River 兩岸植生， 本文利用 MODIS 影像反推蒸發散所需各氣象 利用 MODIS 影像推估增揚植生指數(Enhanced 因子，配合 Penman-Monteith 法及能量平衡模式 Vegetation I