[发明专利]一种基于地表蒸散遥感的区域蒸散量的监测方法

说明书

本发明公开了一种基于地表蒸散遥感的区域蒸散量的监测方法，包括以下步骤：S1、获取特定区域的地表温度、植被盖度和多时相多分辨率卫星遥感影像数据；S2、构建地表温度与植被盖度两阶段特征空间；S3、提取植被和裸土的组分温度；S4、采用实际观测结果对模型参数进行订正；S5、建立下垫面表面阻抗模型；S6、扩展确定区域地表蒸散量；S7、计算输出植被蒸腾、土壤蒸发、及地表蒸散；S8、通过测量特定区域数据提取模块提取特定区域已有遥感和气象数据库中模型的参数，和上述步骤中得到的经验系数都输入模型，得到测量区蒸散量的值。本发明的监测方法通过在多个区域的实测验证，蒸散量监测方法行之有效，具有输入参数少、简单、灵活、易于操作等优点。

技术领域

本发明涉及遥感应用技术领域，具体为一种基于地表蒸散遥感的区域蒸散量的监测方法。

背景技术

当前，全球水资源日益匮乏，为了合理利用和分配水资源，迫切需要深入了解不同植被覆盖和土地利用条件下的蒸发耗水情况。蒸散量包括植被截流蒸发量、植被蒸腾量、土壤蒸发量和水面蒸发量，是区域水量平衡和能量平衡的主要成分，不仅在水循环和能量循环过程中具有极其重要的作用，而且是生态过程与水文过程的重要纽带。因此，准确及时地获取特定区域的地表蒸散量数据，在农业、水文、森林和生态等领域都能够发挥十分重要的作用。

目前，蒸散量的实地测定方法仍以传统的水文气象学方法为主，主要包括直接测定下垫面(大气圈以地球的水陆表面为其下界，称为大气层的下垫面)的失水速率和大气中的水汽传送速率。总的来说，由于下垫面不均匀的影响，有关测点的测值对大范围内的地表蒸散发状况代表性不强，且布设测点成本高，难以形成实用的观测网络。

相对于传统的水文气象学方法，通过遥感数据监测地表蒸散的方法具有空间上连续和时间动态变化的特点。遥感数据的多光谱信息能够提供与地表能量平衡过程和地表覆盖状况密切相关的参数。用遥感手段进行区域尺度下非均匀下垫面的蒸散发估算，已经成为遥感应用领域的重要研究方向。

目前，在区域尺度下估算地表蒸散主要有两种方法：一是使用遥感表面辐射温度结合气温以及系列阻抗公式求取显热，通过能量平衡余项表示蒸散；二是在联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的Penman-Monteith模型(简称为P-M模型)的基础上，用地温—植被指数或其他方式来推算P-M模型中的表面阻抗，直接进行蒸散计算。一般认为，前者精度较高而后者因其参数较为简单而易于应用。受云或其它大气因素的影响，遥感在非晴好天气时无法获得可用的可见光和热红外数据，所获得的陆面参数实际上是不连续的，因此要充分利用遥感晴好数据和气象观测数据。但是，通过遥感数据监测地表蒸散毕竟是一种间接的蒸发测量方法，涉及的环节较多、数据量大，而且还存在一些实际的技术问题需要解决，例如如何获得空间上一致时间上连续的遥感数据，如何使遥感数据提供计算方法和模型所需要的计算参数，如何通过对中间过程的监控以及结合地面数据进行模型的标定以减少不确定误差等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地表蒸散遥感的区域蒸散量的监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于地表蒸散遥感的区域蒸散量的监测方法，具体包括以下步骤：

S1、利用遥感数据产品获取特定区域的地表温度、植被盖度和多时相多分辨率卫星遥感影像数据；

S2、构建地表温度与植被盖度两阶段特征空间，并对地面的关键参量进行遥感反演，所述关键参量包括地表反照率、净辐射量、地表温度、植被覆盖度、叶面指数和动量粗糙度；

S3、利用地表温度与植被盖度两阶段特征空间提取植被和裸土的组分温度，并结合地表温度与植被盖度两阶段特征空间和Priestley-Taylor公式计算植被和裸土组分的蒸发比；

S4、将微观尺度的SEBAL模型与宏观尺度的SEBS模型相结合作为遥感地气交换模型，并采用实际观测结果对模型参数进行订正；