最新刊期
      2011 年 第 15 卷 2 期

        流域遥感专辑

      • 吴炳方,卢善龙
        2011, 15(2): 201-223. DOI: 10.11834/jrs.20110293
        摘要：未来流域一体化管理模式下,要求数据、信息和知识在管理者、科学家、工程技术人员和所有利益相关方之间自由流通,其中流域尺度数据获取、信息提炼和知识抽象是基础,卫星遥感技术为实现这一管理方式的改变提供了新的技术手段。然而,过去受数据获取难度和应用方法缺乏的影响,遥感在流域管理中的应用十分有限。本文介绍了流域管理发展及其对数据和方法的需求,剖析了遥感方法在流域管理过程中的应用现状及发展潜力,提出流域遥感方法包括面向流域管理的遥感协同处理（反演）和流域空间管理两个方面。并以海河流域为典型研究区,介绍了中国科学院知识创新工程重大项目"海河流域治理工程生态环境效应遥感监测与评估"课题中在流域遥感方法研究和应用实践方面取得的部分成果,展示了未来遥感在流域管理中的应用前景。  
        关键词：流域遥感;协同反演;流域空间管理;水资源;生态环境;海河流域   
        182
        |
        1208
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655683 false
        发布时间：2021-06-10
      • 吴炳方,熊隽,闫娜娜
        2011, 15(2): 224-239. DOI: 10.11834/jrs.20110297
        摘要：作为定量描述地表异质性和时空分布规律的主要方法,遥感需要与模型相结合,才能对陆表蒸散进行估算。ETWatch是面向流域规划与管理和农业水管理的实用需求,针对遥感应用而设计的遥感蒸散监测系统,可用于计算流域地表净辐射、感热、潜热（ET）的空间分布及其时间过程,提高ETWatch模型的精度和可靠性的关键在于发展多源遥感数据的参数化方法。本文在调研国内外研究进展的基础上,总结了流域蒸散遥感估算参数化中存在的主要问题,包括非均匀下垫面参数获取、时空尺度转换、多源遥感数据集成、真实性检验与模型校正等,并结合上述问题介绍了ETWatch中的模型与方法。  
        关键词：遥感;蒸散;参数化方法;ETWatch;真实性检验;模型校正   
        352
        |
        1148
        |
        16
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655760 false
        发布时间：2021-06-10
      • 熊隽,吴炳方,柳树福,闫娜娜,吴方明
        2011, 15(2): 240-254. DOI: 10.11834/jrs.20110298
        摘要：ETWatch是用于流域蒸散遥感监测、针对遥感应用而设计的集成框架。方法集成了具有不同应用优势的遥感蒸散模型,并以Penman-Monteith方法为基础建立时间扩展方法,利用气象数据与晴好日的通量遥感估算结果,获得逐日连续的蒸散分布图。所生成的从流域级到地块级的数据产品能动态反映区域蒸散发的时空变化规律。为深入了解遥感蒸散量估算中的不确定因素,本文将其通量计算过程分为地表温度、地气温差、短波与长波辐射、水体热通量、显热通量等环节与地面数据进行对比和逐项的标定。利用站点地面观测资料对模型输入的蒸发比的比较表明参数标定可有效提高遥感与地面蒸散观测的吻合程度。  
        关键词：蒸散发;定量遥感;能量平衡;海河;ETWatch;PEST   
        137
        |
        496
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655583 false
        发布时间：2021-06-10
      • 柳树福,熊隽,吴炳方
        2011, 15(2): 255-269. DOI: 10.11834/jrs.20110299
        摘要：高分辨率遥感蒸散数据集的构建受到数据源的限制和云的影响,单一传感器无法达到高时空分辨率覆盖。本文分析了ETWatch不同尺度遥感蒸散结果的空间特征,通过几种融合方法的比较,分析数据融合前后的数据特征和信息量,将时空适应性反射率融合模型（STARFM）集成到ETWatch,用于不同尺度遥感蒸散数据的融合,该方法可以很好的结合高低分辨率数据的空间分布和时间分布信息,在时间上保留了高时间分辨率数据的时间变化趋势,空间上又反映了高空间分辨率数据的空间细节差异,STARFM融合后的日ET数据与融合前1km日ET数据的平均相对误差为1.75%,融合后的月ET数据与融合前1km月ET数据的平均相对误差为0.2%,STARFM适合于不同尺度下遥感ET数据的融合。  
        关键词：图像融合;ETWatch;蒸散发;TM;MODIS   
        240
        |
        769
        |
        5
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655668 false
        发布时间：2021-06-10
      • 刘国水,刘钰,许迪
        2011, 15(2): 270-280. DOI: 10.11834/jrs.20110301
        摘要：利用蒸渗仪实测的冬小麦生育期ET数据,对比分析基于蒸发比、作物系数和冠层阻力的不同ET时间尺度扩展方法的估算效果。结果表明,对小时到日尺度的ET时间扩展而言,利用当地时间上午时段（10:00-11:00）的ET实测数据,基于冠层阻力的日ET尺度扩展值估算效果要优于基于蒸发比和作物系数的效果,而利用下午时段（14:00-15:00）的ET实测数据,基于作物系数的日ET尺度扩展值估算效果要优于基于蒸发比和冠层阻力的效果,对于从典型日到生育期尺度的ET时间扩展,基于作物系数的生育期ET尺度扩展值估算效果要好于基于蒸发比和冠层阻力的效果。应根据当地的气候气象条件、作物种植状况、时间尺度扩展类型、土壤水分和ET观测设施种类等因素,选择适宜的ET时间尺度扩展方法。  
        关键词：蒸散发;蒸渗仪;时间尺度扩展;蒸发比;作物系数;冠层阻力   
        139
        |
        666
        |
        5
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655603 false
        发布时间：2021-06-10
      • 吴炳方,闫娜娜,蒋礼平,常胜
        2011, 15(2): 281-297. DOI: 10.11834/jrs.20110290
        摘要：流域水量平衡分析是水资源现状评价与水资源合理调度研究工作中的一个核心。本文基于遥感技术估算的蒸散,结合监测统计数据,提出了流域耗水平衡方法,以海河流域为例进行了2002年—2007年流域及子流域的耗水平衡分析,流域多年平均蓄变量为-62.3亿m3,其中农业生产是流域水资源消耗的主要因素,占耗水总量的54.3%,年际变动范围较小（-5%—8%）。通过流域蓄变量变化和流域蒸散结构的分析,揭示海河流域存在的水资源问题,为流域水资源管理和节水型社会建设耗水控制和节水方案提出建议。  
        关键词：耗水平衡;遥感;海河流域;蒸散发;工业耗水;生活耗水   
        168
        |
        604
        |
        6
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655568 false
        发布时间：2021-06-10
      • 闫娜娜,吴炳方,杜鑫
        2011, 15(2): 298-312. DOI: 10.11834/jrs.20110294
        摘要：水分生产率是评价农业灌溉用水管理水平和节水效果的一个重要指标。本文用遥感数据定量估算流域平原区的蒸散量和干物质量,采用经验的收获指数计算了海河流域2003年—2008年多年平均水分生产率。通过对水资源三级分区的统计结果分析得出:遥感估算的水分生产率可以反映单方水产出的空间差异。海河流域平原平均水分生产率为0.99kg/m3,变化范围为0.02—2.13kg/m3,总体水平较低,南北差异较大。通过ET,产量和水分生产率关系的分析表明:水分生产率与产量线性相关（R2=0.97）,提高产量将一直是流域提高水分生产率的重要研究方向。水分生产率与产量随ET变化均呈现先线性增加后减小的特点,在两季作物区当年耗水量在335—575mm范围变化时,水分是影响产量和水分产出效益的关键因子,要着重提高中低产区域的水分生产率。当耗水量超过575mm时,水分就不是唯一的限制因子,而以提高作物的收获指数为重点。  
        关键词：海河流域;水分生产率;蒸散发;干物质量;节水灌溉指标   
        185
        |
        632
        |
        4
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655555 false
        发布时间：2021-06-10
      • 彭致功,毛德发,王蕾,刘钰,张寄阳
        2011, 15(2): 313-323. DOI: 10.11834/jrs.20110300
        摘要：区域水平衡分析是保证水资源可持续利用和经济可持续发展的基础。在介绍CPSP模型计算原理的基础上,选择该模型作为北京市大兴区的区域水平衡分析工具。利用《北京市大兴区水资源综合规划》（2004年）中径流量的计算成果、遥感ET及地下水实测数据对模型进行校验结果表明,模型径流计算结果与规划成果基本一致,模型能较好模拟腾发及地下水储量动态变化过程。现状分析表明:2004年缺水0.72亿m3,2005年缺水1.80亿m3。  
        关键词：CPSP模型;水平衡分析;遥感ET;地下水   
        155
        |
        514
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655619 false
        发布时间：2021-06-10
      • 马林,杨艳敏,杨永辉,肖登攀,毕少杰
        2011, 15(2): 324-339. DOI: 10.11834/jrs.20110291
        摘要：采用华北平原14个气象站点2002年—2007年的降水资料、76个站点的0—80cm厚度的土壤参数以及ETWatch系统计算的蒸散发量数据,运用水分平衡原理计算了灌溉需水量的空间分布;利用相关及多元逐步回归分析方法,定量分析了研究区灌溉需水量的主要驱动因素。结果表明:从山前平原到滨海平原,多年平均灌溉需水量分别为282mm（36.1×108m3）、238mm（37.2×108m3）和172mm（9.3×108m3）,有逐渐降低的趋势。降雨量、小麦和蔬菜种植面积是影响灌溉需水量的主要驱动因子,降雨量多的年份灌溉需水量显著减少,小麦和蔬菜种植面积较多的区域灌溉需水量较高,而棉花和大豆种植面积较大的区域灌溉需水量较少。  
        关键词：华北平原;ETWatch;蒸散发;灌溉需水量;多元逐步回归;驱动因子   
        138
        |
        942
        |
        11
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655729 false
        发布时间：2021-06-10
      • 毛德发,周会珍,胡明罡,田金霞,何浩
        2011, 15(2): 340-348. DOI: 10.11834/jrs.20110287
        摘要：区域节水效果的常规评价方法都是利用单项指标评价单一行业的或者单方面的节水效果,不能反映区域综合节水效果。本文从耗水控制水平和地下水可持续利用的角度出发,提出了以目标蒸散量（ET）和地下水位理论变幅为评价基准,利用遥感技术监测区域实际蒸散量和地下水位实际变幅,采用基准比较法评价区域节水综合效果的方法;并以北京市大兴区为例,开展了该区的综合节水效果遥感评价,为区域综合节水效果评价提供了新的思路。  
        关键词：综合节水效果;遥感评价;目标ET;地下水变幅;基准比较法   
        148
        |
        317
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655651 false
        发布时间：2021-06-10
      • 卢善龙,吴炳方,李发鹏
        2011, 15(2): 349-371. DOI: 10.11834/jrs.20110292
        摘要：利用遥感和GIS技术,制作了海河流域1980年、1990年、2000年和2007年4期湿地分布图,分析了湿地格局变化过程与区域气候变化以及人类活动的影响。结果表明:（1）流域内天然湿地面积萎缩趋势明显,由1980年的5360km2降至2007年的4331km2;人工湿地面积先增加后减小,由1980年的3492km2增至1990年的5245km2,之后逐渐减小,至2007年降为4499km2;（2）平原区湿地面积先增加后减少,其主要影响因素为农用湿地的变化。山区湿地面积呈递减趋势,主要受河流湿地和河流洪泛湿地面积递减的影响;（3）在流域水资源三级区尺度,子牙河下游平原河流湿地和北三河下游平原农用湿地是平原区变化最为剧烈的天然和人工湿地,永定河、子牙河及大清河上游山区河流湿地及河流洪泛湿地是山区变化最为剧烈的天然湿地,而永定河、北三河及大清河山区水库/库区湿地分别是山区变化最为剧烈的人工湿地;（4）1980年,流域内河流湿地面积分布最广,之后河流湿地逐渐萎缩,而农用湿地、水库/库区湿地、海水养殖场/盐田和浅海水域湿地面积逐渐增加;（5）受气候变化和人类活动影响,湿地格局呈斑块破碎化和空间分布均匀化与孤立化的演变趋势。其中,气温升高是主要的自然影响因素,总人口变化和粮食生产是主要的人类活动影响因素。  
        关键词：湿地;景观格局;影响因素;遥感监测;海河流域   
        270
        |
        1216
        |
        10
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655747 false
        发布时间：2021-06-10
      • 李晓松,吴炳方,王浩,张瑾
        2011, 15(2): 372-387. DOI: 10.11834/jrs.20110289
        摘要：借鉴USLE的因子选择及综合方法,在遥感和GIS的支撑下对海河流域的水土流失风险进行评估,并对其空间分布特征进行分析。结果表明:海河流域山区水土流失风险显著高于平原地区,北三河山区水土流失风险最低,太行山区最高,永定河上游介于两者之间;水土流失风险"很低"等级主要分布在小于5°的平坦地区,"中"、"高"水土流失风险面积主要集中在8°—15°与15°—25°两个坡度带内,约占总面积的65%,且"高"水土流失风险面积所占比例随坡度的增加而增加;水田的水土流失风险很低,"中"、"高"水土流失风险主要存在于灌草地类型上,约占总"中"、"高"水土流失风险面积的59.67%。未来的治理应依据水土流失风险的高低有针对性地开展,以达到事半功倍的效果。  
        关键词：USLE;遥感;GIS;水土流失风险   
        242
        |
        1099
        |
        14
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655639 false
        发布时间：2021-06-10
      • 王浩,吴炳方,李晓松,卢善龙
        2011, 15(2): 388-400. DOI: 10.11834/jrs.20110288
        摘要：一个地区的不透水面覆盖度不仅是该地区城镇化程度重要指示因子,也是该地区生态环境状况的重要指示因子。现有的不透水面遥感提取方法,多集中在城区尺度上。而流域尺度上快速、准确的不透水面遥感提取方法在国内外还鲜有研究。本研究以覆盖海河流域同一季节的Landsat影像为数据源,利用已有土地利用数据集中的道路、城市、农村和工业用地对非不透水区进行掩膜,通过选取亮暗植被、高低反照度不透水面、干湿土壤端元,采用多端元光谱混合分解模型提取了流域尺度上的不透水面。精度评价结果显示,该方法估算的不透水面与真实结果之间的平均相对误差为12.1%,相关系数为0.83,精度较高,适合于流域尺度的不透水面提取。  
        关键词：不透水面;流域尺度光谱混合分解;遥感;海河流域   
        212
        |
        1692
        |
        21
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655715 false
        发布时间：2021-06-10
      • 陈福军,沈彦俊,胡乔利,齐永青,张玉翠
        2011, 15(2): 401-414. DOI: 10.11834/jrs.20110270
        摘要：以海河流域为研究区,利用8km分辨率AVHRR/NDVI数据和气象资料,逐像元对1981—2000年时段的流域NDVI值、年降水量和年均气温的变化率进行分析,计算了NDVI和年降水量、年均气温的相关关系。结果表明,1981—2000年时段内,海河流域年降水量变化总体呈现北部和南部增加,中部减少的趋势,其变化范围在-80mm/10a—80mm/10a之间。全流域气温均呈上升趋势,其中五台山地区上升最显著,达2℃/10a左右。NDVI在京、津等大城市周围显著减小,变化率达-0.8/10a,在流域东南部平原及燕山部分山区增加趋势明显,达到0.8/10a左右。NDVI与降水、气温的相关关系空间差异明显。在海河流域冷湿区,如滦河上游草原区和五台山地区,植被指数对降水变化不敏感,与气温呈显著正相关关系。太行山南端暖湿气候环境中,降水增多影响植被生长。海河流域东部沿海平原及燕山北部等干燥环境下,NDVI与降水呈正相关关系,与气温呈显著负相关性,而在山前平原农灌区,作物对气候因子变化响应不敏感。  
        关键词：NDVI;气候变化;气温;降水;海河流域   
        199
        |
        947
        |
        9
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10655695 false
        发布时间：2021-06-10
      0