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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于集成模型平均法融合遥感数据与地面数据监测蒸散发
摘要： 蒸散发（ET）可通过热红外与光谱反射率数据绘制分布图。目前已开发多种ET模型，但尚未在大范围场景下对这些模型进行竞争性评估。集合模型平均法是一种基于多模型模拟推求ET的工具。本研究采用贝叶斯模型平均法——该方法根据各模型性能为其分配权重以计算集合平均值，并将其应用于法国南部盐沼灌丛区MODIS数据的ET监测。相较于简单平均或单一模型，采用加权平均程序后ET监测精度显著提升（均方根误差RMSE=0.57毫米/日）。
关键词： 热红外、能量平衡、集合建模、上下文模型、蒸散发
更新于2025-09-10 09:29:36
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评估SPARSE双源模型在多种作物和气候条件下基于热红外数据预测水分胁迫与蒸散发性能
摘要： 利用地表温度作为地表能量平衡的特征参数，是量化蒸散发与水分胁迫空间分布的有效方法。本研究基于双源能量平衡（TSEB）模型原理，采用新型双源模型——土壤-植物-大气与遥感蒸散发模型（SPARSE），该模型通过求解土壤与冠层的地表能量平衡方程实现双重功能：(i)根据已知地表温度反演土壤与植被胁迫水平；(ii)预测给定胁迫水平下的蒸腾量、土壤蒸发量及地表温度。SPARSE的核心创新在于能通过预设潜在条件（即水源不受限时）运行模型推导的潜在通量水平，对每个反演通量分量（蒸发与蒸腾）设定对应阈值限制。本文主要评估SPARSE模型两种网络结构版本（"斑块"与"层状"阻力网络）在20组涵盖不同植被类型与气候条件的实地数据集中的水分胁迫与蒸散发分量预测效果。在广域叶面积指数范围及差异化植被胁迫水平下，SPARSE对蒸散发与显热通量的反演表现良好。对于禾本科作物，层状版本比斑块版本能更准确估算潜热通量，而两者对稀疏作物与森林生态系统的预测效果相近。边界约束的层状版本SPARSE在不同站点与气候条件下提供了最优潜热通量估算。观测与反演胁迫强度的整体趋势吻合良好，多数数据点差异控制在0.2置信区间内。观测值与反演值的同步动态变化表明，基于热红外数据反演的SPARSE水分胁迫估算能有效识别胁迫状况。
关键词： 遥感、水分胁迫、模型、分配、蒸散发
更新于2025-09-09 09:28:46
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利用遥感参数和Noah UCM进行高分辨率陆面建模：以洛杉矶盆地为例
摘要： 在本研究中，我们探讨了基于遥感的表面参数在高度城市化区域诺亚城市冠层模型（UCM）中的效用。利用Landsat和融合的Landsat-MODIS数据，生成了洛杉矶大都会区高分辨率（30米）的月度空间分布图，包括绿植被分数（GVF）、不透水面面积（ISA）、反照率、叶面积指数（LAI）和发射率。这些网格化的遥感参数数据集直接替代了诺亚-UCM建?？蚣苤谢谕恋乩?查找表的数值。通过采用加州灌溉管理信息系统（CIMIS）站点基于Landsat的LST和ET估算值以及实地测量数据，评估了模型在重现蒸散发（ET）和地表温度（LST）场方面的表现。我们的评估表明，默认参数集与实测参数集在空间分布和季节波动上的显著差异导致模型对月度ET场的预测出现较大误差（均方根误差RMSE=22.06毫米/月）。结果表明，实施的卫星衍生参数图（尤其是GVF）提升了诺亚UCM重现城市区域植被覆盖区观测ET模式的能力（RMSE=11.77毫米/月）。GVF在重现观测ET场方面发挥了最关键作用，这可能与其与模型中其他参数的相互作用有关。我们的分析还显示，遥感获取的GVF和ISA增强了模型预测完全植被覆盖像元与高度开发区域之间LST差异的能力。
关键词： 遥感、地表建模、Noah UCM模型、蒸散发、城市冠层模型、洛杉矶盆地、地表温度
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于多卫星遥感数据的长江流域ET变化及其影响因素
摘要： 长江流域（YRB）的蒸散发（ET）变化受作物种植、森林植被、水资源利用等人类活动相关的环境与气候变化影响。但由于缺乏实地观测数据，该流域ET变化及其影响因素难以准确测定。本研究基于水量平衡法，综合运用重力恢复与气候实验（GRACE）、光学遥感数据及水文模型，对全流域及上、中、下游的ET变化进行估算与分析，并通过中分辨率成像光谱仪（MODIS）观测与模型验证。GRACE-ET数据进一步证实了2006年和2011年干旱事件，其长期变化速率为0.79毫米/年。季节性ET空间分布显示夏季最高、秋冬最低，三峡工程竣工显著提升了ET值。降水和温度是ET变化的主导因素（影响最大），辐射和土壤湿度作用次之（影响中等）。中下游ET变化主要受降水驱动，而上游ET变化中温度的作用更为关键。
关键词： 蒸散发、GRACE（重力恢复与气候实验卫星）、气候变化、长江流域（YRB）
更新于2025-09-09 09:28:46
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将SCOPE模型扩展为结合光学反射率和土壤湿度观测，用于水胁迫条件下生态系统功能的遥感监测
摘要： 一种名为"光合作用与能量通量土壤-冠层观测模型（SCOPE）"的辐射传输及过程驱动模型，将遥感信号与植物功能（即光合作用和蒸散发）相关联。该模型基于光学遥感数据估算光合作用和蒸散发，但当水分可获得性成为植被生长的主要限制因子时，这些生态系统尺度的通量可能被显著高估。为弥补这一缺陷，需要引入额外来源的信息。本研究提出通过在SCOPE模型中整合土壤湿度数据（除卫星光学反射率观测外）来考虑水分胁迫效应。我们在SCOPE中新增了土壤湿度、土壤表面阻力、叶片水势与羧化能力之间的功能关联，从而形成集成土壤湿度的改进模型SCOPE-SM。该修正模型模拟了三个新增状态变量：(i) 土壤孔隙与叶片气孔中的水汽压(ei)，均与液态水势保持平衡；(ii) 通过土壤湿度依赖型胁迫因子计算的最大羧化能力(Vcmax)；(iii) 基于土壤湿度依赖型导水率近似估算的土壤表面阻力(rss)。我们在以C3草本为主的Fluxnet站点(US-Var)对2004年1月至8月湿润-干旱过渡期进行了新方法验证。使用原始SCOPE(1.61版)时，我们通过本地气象数据和Landsat(TM/ETM)影像时序模拟了半小时步长的植物功能；随后采用相同方法应用SCOPE-SM进行三种情景模拟：(i) 含模拟ei；(ii) 含模拟ei和Vcmax；(iii) 含模拟ei、Vcmax和rss。将四种模拟结果与通量塔实测植物功能数据进行对比表明：从第一到第四情景（即通过SCOPE-SM同时使用Landsat光学影像和土壤湿度数据），模型精度呈现显著提升。结果显示，光学反射率与土壤湿度观测数据的联合应用能有效捕捉干旱期的光合作用和蒸散发变化。此外发现，相较于热红外观测数据，土壤湿度观测信息能更好解释实测蒸散发的变异特征。
关键词： SCOPE-SM模型、Landsat卫星、蒸散发、植被特性、水分胁迫、遥感技术、土壤湿度、植被功能、水汽压、光合作用、最大羧化速率、土壤表面阻力、反射率
更新于2025-09-09 09:28:46
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火灾事件引发的土地覆盖变化对遥感反演地表能量通量的影响
摘要： 森林火灾会影响植被的自然循环以及生态系统的结构和功能。由于树叶脱落和植被死亡，地表能量通量模式可能发生变化。遥感技术与地表能量平衡模型相结合，为研究这些变化提供了途径。本文聚焦于地中海森林生态系统。2001年西班牙阿尔莫多瓦尔德尔皮纳尔地区发生了一场影响松林和灌木区域的火灾。我们运用双源能量平衡法，对一系列Landsat 5-TM和Landsat 7-ETM+影像进行处理，以估算该区域的地表通量。分析了火灾发生后三个时段（分别为6年、7年、9年和11年）的情况。结果显示，灌木区域在6 - 7年实现再生，而松林区域蒸散量显著下降，约1毫米/天，且这种情况持续存在?；鹪址⑸?年和11年后，松林区域的蒸散量差异有所减小，但能量平衡方程其余各项仍存在显著偏差。植被结构变化与地表变量（如地表温度、反照率或植被覆盖度）变化的共同作用导致了这些地表能量通量模式的变化。
关键词： 表面能量通量、Landsat卫星、森林火灾、土地覆盖变化、蒸散发
更新于2025-09-04 15:30:14
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光伏太阳能板下植被对多晶硅太阳能板性能影响的实验分析
摘要： 多晶光伏电池的效率约为11-14%。效率较低受多种因素影响，其中温度是影响效率的因素之一。太阳能电池效率会随温度升高而降低，因此有必要对光伏面板进行冷却以提高其效率。在规划光伏电站安装时，光伏面板的冷却是一个关键问题。本研究采用不同植被和水盘对光伏面板进行冷却。本项目旨在通过种植不同植被控制面板表面温度来优化面板效率。实验对象为多晶硅电池。除芦荟外，所选植物均具有良好的蒸腾效应。瞬时效率提升的数值分别为：水盘3-4%、薄荷1.8-2.2%、罗勒1.2-2%、芦荟0.2-0.5%。预测种植薄荷、罗勒、芦荟及使用水盘的经济效益，以及1兆瓦太阳能电站因功率提升带来的年收益分别为：455250卢比、436012卢比、219150卢比和778850卢比。
关键词： 植被覆盖，多晶硅，蒸散发
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用遥感技术监测杏仁园和开心果园的作物蒸散发及作物系数
摘要： 在加利福尼亚州，水资源问题始终备受关注。随着人口增长导致水资源竞争加剧，加州坚果种植者致力于提高粮食生产用水效率。当前亟需建立可靠方法来掌握作物需水量的时空变化规律，从而支持农户开展田间尺度的灌溉决策。本研究通过结合简易作物蒸散发模型与遥感数据，重点估算了加州中央谷地一个杏仁园和开心果园整个生长季的实际蒸散发量及作物系数。利用Landsat-8植被指数NDVI数据集辅助估算基础作物系数（Kcb，即潜在作物耗水量），微蒸渗仪测定土壤蒸发系数（Ke），并通过基于冠层温度的航空遥感方法——利用作物水分胁迫指数（CWSI）与茎水势（Ψstem）的季节性回归关系推导水分胁迫系数（Ks）。两种作物的回归关系均具有统计显著性，其中开心果呈现明显季节差异而杏仁不显著。杏仁的最大Kcb估算值介于1.05至0.90之间，开心果则为0.89至0.80。模型显示两作物当季蒸腾量差异达97毫米，土壤蒸发分别占杏仁和开心果实际总蒸散发的16%和13%。通过同园涡度相关与地表更新法实测数据验证，模型日蒸散发估算的R2≥0.7，杏仁和开心果的平均均方根误差分别为0.74和0.91毫米/日。研究表明：作物蒸散发模型与遥感数据的结合能有效将灌溉信息从植株尺度扩展至田块尺度，为农户日常灌溉管理决策提供依据。
关键词： 热成像图、开心果、杏仁、蒸散发、作物水分胁迫指数、遥感
更新于2025-09-04 15:30:14