分布式水文模型结合遥感研究地表蒸散发.pdfVIP

第27卷第3期 地理科学 V01．27No．3 2007年06月 SCIENTIAGEOGRAPHICASINICA 007 June，2 分布式水文模型结合遥感研究地表蒸散发 ’ 刘三超1，张万昌2，高懋芳2，柳钦火1 (1．中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室，北京100101； 2．南京大学国际地球系统科学研究所，江苏南京210093) 摘要：地表蒸散发是研究土壤一植被一大气系统水热平衡的关键因子。用改进的DHSVM分布式水文模型对汉 江上游子午河流域蒸散发进行模拟。根据流域特点，主要进行TM遥感数据的大气校正和几何校正，在此基础 上得到叶面积指数和土地覆盖等地表参数；再利用GIS技术基于DEM求出坡度、坡向和地形指数等因子。分析 了蒸散发时空分布特征，表明日尺度蒸散发空间分布差异较大。初步验证了结果，表明模型在中国典型湿润区 小流域取得较好效果。 关键词：蒸散发；分布式水文模型；遥感；DEM 中图分类号：P426．2文献标识码：A 文章编号：1000—0690(2007)03—0354—05 地表蒸散发是农业、气象、水文科学研究的重 被低矮的下冠层所消耗的水分只能来源于上部土 要参数。遥感(RS)是获取空间分布蒸散发的方法壤层。冠层内辐射和风速、植被密度和叶面积指数 之一，如用气象数据和地表能量平衡方程可从遥感 (LAI)密切相关，计算出空气动力学阻力和冠层阻 图象中推导出陆表蒸散发【l2】，但遥感方法受到影 象的时间和空间分辨率影响，特别是遥感只能计算 散发‘7-引。 瞬时地表蒸散发，要获取不同时间步长的蒸散发必 陈镜明等在DHSVM模型基础上，把生态和水 须依靠一定假设和其它资料进行时间积分。 文过程耦合起来，在4个方面对模型进行了改 水文模型也是当前研究蒸散发的重要方法，其 进【6】：(1)考虑凋落物对蒸散发的影响；(2)考虑 主要依据是能量守恒和水量平衡原理，由于分布式 水分对气孔阻力和蒸发的影响；(3)考虑植被根 水文模型能考虑太阳辐射、降水、地表覆盖、植被结 区的分布；(4)考虑地形和下垫面对直接辐射、散 构、土壤特性等要素时空异质性，具有更强的物理 射辐射影响。模型包括气象因子模块和蒸散发模 和水文意义，故成为当前水文学研究的热点呤。6】。 块。气象模块主要通过与高程相关的方法内插输 本文以改进的DHSVM【6’71分布式水文模型为出气象参数[6J。蒸散发计算模块是模型的主模 块，其计算公式为PM公式，模型输出结果主要为 核心，以遥感和地理信息系统(GIS)作为辅助技 术，重点放在遥感信息提取和地形因子等相关数据 各栅格以日为时间步长的地表实际蒸散发。 的处理，并初步尝试该模型在中国湿润气候区典型 模型是以等大小栅格为模拟单元的，垂直方向 小流域地表蒸散发研究的应用潜力。 上根据研究区下垫面情况把地表层分为植被上冠 层、植被下冠层、凋落层、不饱和土壤层和饱和土壤 1原理 层，同时模型考虑了地形指数对栅格之间水分交换 1．1模型结构和特点’ 的影响，并且把土壤水分和运动作为影响水文过程 的重要因素MJ。由于研究水文过程时充分考虑叶 DHSVM模型是Wigmos