基于数据融合算法的灌区蒸散发空间降尺度研究

• 作者: 刘钰 张宝忠 白亮亮 蔡甲冰 陈鹤 黄凌旭
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 遥感 数据融合 蒸散发 地表能量平衡模型 增强时空自适应融合算法 河套灌区
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 215-223
• 页数: 9页
• 分类号: S127
• 字数: 5692字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.04.028

摘要

采用Landsat和MODIS数据,通过增强自适应融合算法(Enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model,ESTARFM)对蒸散发进行空间降尺度,构建田块尺度蒸散发数据集;利用2015年田间水量平衡方法计算的蒸散发数据对融合结果进行评价.在融合蒸散发基础上,结合解放闸灌域2000-2015年间种植结构信息,提取不同作物各自生育期和非生育期内年际蒸散发量,并分析了大型灌区节水改造以来,作物蒸散发占比的年际变化.研究结果表明:融合蒸散发与水量平衡蒸散发变化过程较吻合,小麦耗水峰值出现在6月中下旬-7月初,玉米和向日葵峰值出现在7月份.在相关性分析中,玉米、小麦和向日葵的决定系数R2分别达到了0.85、0.79和0.82;生育期内玉米(5-10月份)、小麦(4-7月份)和向日葵(6-10月份)的均方根误差均不高于0.70 mm/d;平均绝对误差均不高于0.75 mm/d;相对误差均不高于16％.在农田蒸散发总量验证中,融合蒸散发与水量平衡蒸散发相关性较好,两者决定系数达到了0.64.基于ESTARFM融合算法生成的高分辨率蒸散发(ET)结果可靠,具有较好的融合精度.融合结果与Landsat蒸散发的空间分布和差异性一致,7月23日、8月24日和9月1日相关系数分别达到0.85、0.81和0.77;差值均值分别为0.24 mm、0.19 mm和0.22 mm;标准偏差分别为0.81 mm、0.72 mm和0.61 mm.ESTARFM融合算法在农田蒸散发空间降尺度得到较好的应用,可有效区分不同作物蒸散发之间的差异.不同作物在生育期和,非生育期内耗水量差别较大;生育期内套种(4-10月份)耗水量最大,达到637 mm,玉米(5-10月份)和向日葵(6-10月份)次之,分别为598 mm和502 mm,小麦(4-7月份)最低为412 mm;非生育期内,小麦(8-10月份)耗水量最大,年均达到214 mm,玉米(4月份)和向日葵(4-5月份)分别为42 mm和128 mm.不同作物多年平均耗水量(4-10月份)差异较小,其年际耗水总量主要随作物种植面积的变化而变化.