全 文 ：核 农 学 报摇 圆园员缘袁圆怨渊员园冤院圆园源园 耀 圆园源苑
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员源鄄园苑鄄圆圆摇 接受日期院圆园员缘鄄园猿鄄圆源
基金项目院中国科学院西部行动计划项目渊运在悦载圆鄄载月猿鄄员缘冤袁国家自然科学基金项目渊源员圆苑员员怨远袁源员圆园员源猿源冤
作者简介院程帅袁男袁主要从事灌溉水资源优化配置研究遥 耘鄄皂葬蚤造院糟澡藻灶早泽澡怎葬蚤岳 灶藻蚤早葬藻援 葬糟援 糟灶
通讯作者院张树清袁男袁研究员袁主要从事 猿阅 辕 源阅地理信息系统理论与建模研究遥 耘鄄皂葬蚤造院扎澡葬灶早泽澡怎择蚤灶早岳 灶藻蚤早葬藻援 葬糟援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员缘冤员园鄄圆园源园鄄园愿
遥感估算蒸散发应用于灌溉水资源管理
研究进展
程摇 帅员袁圆 摇 张兴宇猿 摇 李华朋员 摇 张树清员
渊员 中国科学院东北地理与农业生态研究所袁吉林 长春摇 员猿园员园圆曰圆 中国科学院大学袁北京摇 员园园园源怨曰
猿河北省地质测绘院袁河北 廊坊摇 园远缘园园园冤
摘摇 要院本文通过回顾蒸散发估算理论及方法的发展历程袁系统总结了区域蒸散发遥感估算方法与模型曰
以地表能量平衡类遥感蒸散发估算模型为例袁阐述了利用遥感数据进行蒸散发估算的基本原理袁并论述
了其在灌溉水资源优化配置与管理中的应用曰分析了基于遥感技术进行蒸散发估算存在的问题并展望
了其发展趋势遥 利用遥感手段获取蒸散发量并基于 耘栽 管理利用灌溉水资源对发展现代节水高效农
业袁优化配置水资源等有着重要的理论指导和现实意义遥
关键词院蒸散发曰遥感曰估算模型曰灌溉水资源
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员缘郾 员园援 圆园源园
摇 摇 水是制约农业生产的最重要的自然资源袁全球气
候变化以及人类对水资源的不合理利用袁造成了可用
水资源短缺以及相应的环境尧生态问题咱员暂 遥 全球 远源豫
的降水通过蒸散作用重回到大气中袁而在特定的区域
这个数字达到了 怨园豫 遥 蒸散发 渊 藻增葬责燥贼则葬灶泽责蚤则葬贼蚤燥灶袁
耘栽冤渊又称蒸腾蒸发冤由地表蒸发与植被蒸腾构成袁其
影响因素有作物特性尧气象要素尧环境与管理等袁由于
大部分水文系统中的水量通过蒸发蒸腾影响着区域乃
至全球的生态尧气候及农业生产袁所以对蒸散发进行有
效的估算是基本且重要的咱圆 原 猿暂 遥 蒸发一词出现已逾
圆 缘园园年之久袁但直到 圆 个世纪前袁人们才弄清影响它
的因素袁基于可用能量与湍流通量理论袁阅葬造贼燥灶于 员愿园圆
年首次提出用于蒸发计算的公式袁使对蒸发的估算有
了明确的物理意义咱源暂 遥
在人类对淡水资源的利用中袁灌溉用水一直占据
总用水量最大份额袁它也是构成全球水文循环的重要
组成部分袁灌溉农业在提高粮食产量尧保障粮食安全等
方面发挥着巨大的作用袁如何提高水分生产率与灌溉
水资源管理水平一直是重要的研究方向咱缘 原 远暂 遥 对于农
田水量平衡模拟和作物水分生产函数袁蒸散发估算都
是一个基本要素袁将对它的研究应用于灌溉水资源管
理之中可追溯到 员怨 世纪后期咱苑暂 遥 蒸散发估算在农业
生产中扮演着重要角色袁如在灌溉系统规划设计与运
行管理尧可利用土壤水分预测尧灌溉制度制定尧作物播
种与估产尧降雨预报以及旱情发生应对等方面起着重
要作用袁有着重要的应用价值咱愿 原 怨暂 遥
传统的蒸散发估算方法多是以点观测为基础袁虽
然结果相对精确袁但无法满足区域渊如灌区尺度尧流域
尺度冤研究要求袁遥感技术的发展为解决这个问题提
供了新的思路与方法遥 本文系统回顾尧总结了遥感蒸
散发估算方法与模型袁以及基于遥感数据利用这些模
型进行蒸散发估算的基本原理袁论述了遥感蒸散发估
算模型在灌溉水资源管理中的应用袁旨在阐述利用遥
感技术获取蒸散量分布并基于此来科学管理尧合理利
用灌溉水资源的可行性与必要性袁为发展高效节水农
业袁优化配置水资源提供理论指导遥
员摇 蒸散发遥感估算方法及特点
蒸散发估算方法众多袁包括传统的方法以及基于
遥感技术的方法咱员园 原 员员暂 遥 传统方法又包括测定和计算院
测定方法有蒸渗仪法袁水分运动通量法袁涡动相关法袁
园源园圆
摇 员园 期 遥感估算蒸散发应用于灌溉水资源管理研究进展
波文比法等咱员圆暂 曰计算方法则是利用蒸散发计算公式如
匀葬则早则藻葬增藻泽公式袁孕藻灶皂葬灶鄄酝燥灶贼藻蚤贼澡方程袁酝葬噪噪蚤灶噪 公式袁
孕则蚤藻泽贼造藻赠鄄栽葬赠造燥则公式等咱员猿 原 员源暂计算参考作物蒸散量袁然
后由作物系数渊运糟冤与土壤水分胁迫系数渊运泽冤来计算
潜在蒸散量以及实际蒸散量遥 虽然可以利用一些方法
将传统的基于点得到的蒸散量外推来估算小范围内的
蒸散量袁但由于热传递的动态性以及地表下垫面条件
的空间异质性袁它们只能代表某些特定范围的蒸散量袁
难以准确估算区域尺度的蒸散量咱员缘暂 遥 更进一步讲袁对
公式计算法而言袁尤其是在水资源短缺的地区袁用理想
化的 运糟值来表示实际的作物生长条件与参考条件之
间的关系并非完全科学可行袁而且对于大区域范围内
同时种植多种作物而言袁很难预测正确的作物生长阶
段与日期咱员远暂 遥 因此袁传统的基于点的蒸散发估算方法
适合于下垫面较为均一的区域袁并不适合灌区尺度蒸
散量的估算遥
遥感方法并不能直接测定蒸散量袁但可利用其来
获得精确的灌区内大气信息和陆面参数袁然后通过各
类遥感蒸散发模型并基于获得的各类参数与信息来估
算灌区范围内的蒸散量遥 基于遥感数据进行蒸散发估
算的方法可以被归纳为 猿 类院第 员 类方法是基于地表
能量平衡原理袁基于此原理有 圆 种方法可以估算实际
蒸散量遥 其中最为常见的是余项法袁另一种方法是利
用水分胁迫指数来估算相对蒸散量咱员苑暂 曰第 圆 类方法是
利用由遥感数据反演的植被指数袁并进一步计算出阻
抗值袁然后利用如 孕藻灶皂葬灶鄄酝燥灶贼藻蚤贼澡方程之类的蒸散发
计算公式来计算蒸散量遥 同余项法相比袁该方法对空
气动力阻力渊 则葬冤的估计误差相对不敏感咱员愿暂 曰第 猿 类方
法是混合方法袁结合由遥感数据反演的地表温度与植
被指数等数据袁利用植被指数渊增藻早藻贼葬贼蚤燥灶 蚤灶凿藻曾袁灾陨冤与
蒸散量之间的经验关系来推知蒸散量袁如 灾陨鄄栽泽 三角
形或梯形特征空间法等咱员怨暂 遥 遥感技术特别是多波段
卫星遥感技术袁以其区域性广尧时空连续性强等特点为
解决区域蒸散发估算问题提供了新的方法袁利用遥感
方法来估算灌区范围内的蒸散量被证明是切实有效尧
经济可行的袁众多遥感蒸散发估算模型已被成功应用
于灌区灌溉水资源管理中咱圆园暂 遥
圆摇 遥感蒸散发估算模型及基本原理
圆郾 员摇 遥感蒸散发估算模型概述
过去的 圆园 余年中袁基于遥感技术的发展袁众多蒸
散发估算模型被开发尧改进及推广应用袁包括 杂耘月陨
渊泽怎则枣葬糟藻 藻灶藻则早赠 遭葬造葬灶糟藻 蚤灶凿藻曾冤模型咱圆员暂 袁杂耘月粤蕴渊泽怎则枣葬糟藻
藻灶藻则早赠 遭葬造葬灶糟藻 葬造早燥则蚤贼澡皂 枣燥则 造葬灶凿 冤 模型咱圆圆暂 袁 杂鄄杂耘月陨
渊泽蚤皂责造蚤枣蚤藻凿 泽怎则枣葬糟藻 藻灶藻则早赠 遭葬造葬灶糟藻 蚤灶凿藻曾冤模型咱圆猿暂 袁杂耘月杂
渊 泽怎则枣葬糟藻 藻灶藻则早赠 遭葬造葬灶糟藻 泽赠泽贼藻皂 冤 模 型咱圆源暂 袁 酝耘栽砸陨悦
渊 皂葬责责蚤灶早 藻增葬责燥贼则葬灶泽责蚤则葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 蚤灶贼藻则灶葬造蚤扎藻凿
糟葬造蚤遭则葬贼蚤燥灶 冤 模 型咱员远暂 袁 灾陨栽 辕 栽泽鄄灾陨 辕 栽灾栽 渊 泽怎则枣葬糟藻
贼藻皂责藻则葬贼怎则藻鄄增藻早藻贼葬贼蚤燥灶 蚤灶凿藻曾 贼则蚤葬灶早造藻 辕 贼则葬责藻扎燥蚤凿 皂藻贼澡燥凿冤
模型咱圆缘暂 袁 栽杂耘月 渊 贼澡藻 贼憎燥鄄造葬赠藻则 葬灶凿 贼澡藻 贼憎燥鄄泽燥怎则糟藻 渊 泽燥蚤造
葬灶凿 增藻早藻贼葬贼蚤燥灶冤 藻灶藻则早赠 遭葬造葬灶糟藻冤 模型咱圆远暂 袁 栽杂栽陨酝 渊 贼澡藻
贼憎燥鄄泽燥怎则糟藻 葬灶凿 贼蚤皂藻鄄蚤灶贼藻早则葬贼藻凿 葬贼皂燥泽责澡藻则藻鄄造葬灶凿 藻曾糟澡葬灶早藻
蚤灶增藻则泽藻 冤 模 型咱圆苑暂 袁 杂灾粤栽 渊 泽燥蚤造鄄增藻早藻贼葬贼蚤燥灶鄄葬贼皂燥泽责澡藻则藻
贼则葬灶泽枣藻则 冤 模 型咱圆愿暂 袁 杂栽粤砸云酝 渊 泽责葬贼蚤葬造 葬灶凿 贼藻皂责燥则葬造
葬凿葬责贼蚤增藻 则藻枣造藻糟贼葬灶糟藻 枣怎泽蚤燥灶冤模型咱圆怨暂等遥
上述遥感蒸散发估算模型可分为统计经验模型袁
地表能量平衡模型袁表层温度时间变化率 原大气边界
层模型袁植被指数 原温度空间变异模型袁表层温度与气
象数据结合模型等咱猿园暂 遥 这些模型虽种类繁多袁但基本
理论却有很多相似之处袁在土壤 原 植物 原 大气系统
渊泽燥蚤造鄄责造葬灶贼鄄葬贼皂燥泽责澡藻则藻 糟燥贼蚤灶怎怎皂袁杂孕粤悦冤中袁水分由土壤
经植物最终扩散到大气中袁形成一个统一的尧动态的尧
互相反馈的连续系统袁陆面能量源均来自太阳辐射袁其
中被直接吸收的部分为净辐射通量渊砸灶冤袁砸灶中的一部
分被土壤储存袁称之为土壤热通量渊郧冤袁一部分通过显
热通量渊匀冤散发出去袁最后一部分则为潜热通量渊姿耘冤
即蒸散量遥 基于遥感数据进行蒸散发估算的各类模型
渊从简单的统计经验模型到数据同化方法冤在开发尧改
进之后袁既适合于区域尺度也适合于田间尺度袁已被成
功地应用于诸多领域遥
圆郾 圆摇 基于能量平衡进行蒸散发估算
因具有严密的物理基础袁且可基于由遥感手段测
得的与蒸散发潜热直接相关的陆面参数来计算蒸散
量袁地表能量平衡类遥感蒸散发估算模型应用愈加广
泛咱猿员暂 遥 此类模型的演化可以被归纳为院 员冤单层能量
平衡模型曰 圆冤双层能量平衡模型曰 猿冤多层能量平衡模
型咱猿圆暂 遥 如 杂耘月陨模型就是一个典型的单层能量平衡类
模型袁基于水分胁迫指数 渊 糟则燥责 憎葬贼藻则 泽贼则藻泽泽 蚤灶凿藻曾袁
悦杂宰陨冤 理论袁使用行星边界层 渊 责造葬灶藻贼葬则赠 遭燥怎灶凿葬则赠
造葬赠藻则袁 孕月蕴冤尺度来代替地表气象尺度袁该模型于 员怨怨猿
年被 酝藻灶藻灶贼蚤 等咱圆员暂首次提出袁其基本思想是基于计算
栽泽渊地表温度冤与 栽葬渊参考高度空气温度冤的差异袁通过
定义干湿限从相对蒸发比因子渊撰则冤逐像元来获取蒸
散量遥 随后出现的 杂耘月粤蕴袁杂鄄杂耘月陨 以及 杂耘月杂 模型都
是基于 杂耘月陨的基本概念袁不同之处在于各种模型中对
干湿限的精确定义和计算显热通量渊匀冤的方法遥 其
中袁为克服 杂耘月粤蕴 模型在地形复杂区域渊如山区冤应
员源园圆
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
用时存在较大误差这一问题袁粤造造藻灶 等咱员远暂以 杂耘月粤蕴 模
型为基础袁综合考虑高程尧坡度坡向以及气温递减的影
响袁并对其扩展方法进行了新的修正袁提出了 酝耘栽砸陨悦
模型袁其主要输入包括卫星短波和长波渊热冤影像尧
阅耘酝渊凿蚤早蚤贼葬造 藻造藻增葬贼蚤燥灶 皂燥凿藻造冤以及地面站点测得的气
象数据遥 该模型考虑到植物生长过程对蒸散量的影
响袁利用参考蒸散量来进行长时间尺度扩展袁通过
酝耘栽砸陨悦模型提供的蒸散量时间尺度扩展方法袁可以
使蒸散发估算由日尺度扩展到月尧年尺度袁因此它的提
出和发展对灌溉水资源管理有着实际意义咱猿猿暂 遥
大多数地表能量平衡模型是将潜热通量作为能量
平衡方程的余项进行估算袁由于用于光合作用以及冠
层内部的能量远小于 砸灶的测量误差袁所以这些能量是
可忽略不计的袁此外袁在不考虑水平平流的情况下袁表
面能量平衡方程的一维形式可以表示为咱圆源暂 院
砸灶 越 姿耘 垣 匀 垣 郧 渊员冤
姿耘 越 砸灶 原 匀 原 郧 渊圆冤
式中袁砸灶是净辐射量袁姿耘是蒸散量或潜热通量袁匀是感
热通量袁郧是土壤热通量遥
地表净辐射量渊砸灶冤由以下公式来获得院
砸灶 越 砸泽憎凿 原 砸泽憎怎 垣 砸造憎凿 原 砸造憎怎 越
渊员 原 葬泽冤砸泽 垣 着泽滓渊着葬栽源葬 原 栽源泽 冤 渊猿冤
式中袁砸泽憎凿袁 砸泽憎怎分别表示向下及向上的短波辐射通量袁
砸造憎凿袁 砸造憎怎分别表示向下及向上的长波辐射通量曰葬泽是
地表反照率袁藓泽是地表发射率袁藓葬是大气发射率袁滓 为
斯忒藩 原玻耳兹曼常数袁栽葬是在参考高度测得的空气
温度袁栽泽是表面温度遥 砸灶可以利用净辐射计基于地面
站点测得袁也可以基于由遥感数据反演的一系列陆面
参数通过计算得到袁运怎泽贼葬泽 等咱猿源暂发现与同地面站点测
量值相比袁由遥感方法得到的 砸灶值存在 缘豫 耀 员园豫的
误差遥 在单层能量平衡模型中袁感热通量渊匀冤由以下
公式获得院
匀 越 籽糟责渊栽葬则藻燥 原 栽葬冤 辕 则葬 渊源冤
则葬 越 员噪圆怎 造灶渊 扎 原 凿园扎燥皂 冤 原 追皂[ ] 造灶渊 扎 原 凿园扎燥澡 冤 原 追澡[ ]
渊缘冤
式中袁籽是空气密度袁糟责是空气定压比热容袁栽葬则藻燥是空气
动力学温度袁栽葬为参考高度处的空气温度袁则葬是空气动
力阻力袁噪为卡曼常数袁怎为风速袁扎为参考高度袁凿园为零
平面位移袁扎燥皂为动力学粗糙度袁扎燥澡为热力学粗糙度袁追皂
和 追澡分别为动力学和热力学稳定度校正函数遥 土壤
热通量渊郧冤可以通过埋在土壤表面之下的传感器来测
量袁或者由地表净辐射量渊砸灶冤推知袁如在 杂耘月粤蕴 模型
中 砸灶与 郧之间存在着对应关系咱圆圆袁猿缘暂 遥 对于地表能量
平衡模型而言袁由于 砸灶与 郧 的测定或估算相对容易袁
所以准确地估算 匀值成为此类方法的关键遥 此外袁由
于利用余项法估算蒸散量时袁对 匀 的估算可能存在较
大误差袁因此在能量平衡类模型中袁也有研究者尝试构
造相对蒸发比因子直接估算蒸散发咱猿远暂 遥 图 员 为地表
能量平衡类模型估算蒸散发流程遥
图 员摇 地表能量平衡类模型遥感蒸散发估算流程
云蚤早援 员摇 云造燥憎糟澡葬则贼 枣燥则 耘栽 耘泽贼蚤皂葬贼蚤燥灶 月葬泽藻凿 燥灶 杂耘月 酝燥凿藻造泽
首先 基 于 酝韵阅陨杂 渊 皂燥凿藻则葬贼藻鄄则藻泽燥造怎贼蚤燥灶 蚤皂葬早蚤灶早
泽责藻糟贼则燥则葬凿蚤燥皂藻贼藻则 冤尧 粤灾匀砸砸 渊 葬凿增葬灶糟藻凿 增藻则赠 澡蚤早澡
则藻泽燥造怎贼蚤燥灶 则葬凿蚤燥皂藻贼藻则冤尧 栽酝 辕 耘栽酝 垣 渊 贼澡藻皂葬贼蚤糟 皂葬责责藻则 辕
藻灶澡葬灶糟藻凿 贼澡藻皂葬贼蚤糟 皂葬责责藻则 责造怎泽 冤尧 粤杂栽耘砸 渊 葬凿增葬灶糟藻凿
泽责葬糟藻遭燥则灶藻 贼澡藻则皂葬造 藻皂蚤泽泽蚤燥灶 葬灶凿 则藻枣造藻糟贼蚤燥灶 则葬凿蚤燥皂藻贼藻则冤等
遥感产品来反演地面反照率尧发射率尧覆盖度尧地表温
度等陆面及植被参数袁然后结合地面或由遥感手段获
取的气象数据袁将这些数据输入地表能量平衡估算模
型来得到能量平衡方程中的各分量袁进而基于能量守
恒袁利用余项法来估算实际蒸散量遥 基于不同来源的
遥感数据袁各类遥感蒸散发估算模型已被成功地应用
于多个国家的水资源管理领域袁涵盖在不同的气候条
件下从田间尺度到流域尺度的蒸散发估算袁精度验证
及分析也在同时展开咱猿苑 原 猿怨暂 遥
猿摇 遥感蒸散发模型在灌溉水资源管理
中的应用
摇 摇 利用遥感技术以及遥感蒸散发估算模型可以获取
灌区内作物复杂的蒸发蒸腾结构袁蒸散发时空分布袁进
而可以利用分析与管理工具对灌区内灌溉水资源进行
圆源园圆
摇 员园 期 遥感估算蒸散发应用于灌溉水资源管理研究进展
科学有效的管理袁如灌溉需水的时空分析袁灌溉效率的
评价及水分监测与作物的估产等遥
猿郾 员摇 灌溉需水时空分析
作物需水量是指作物在整个生育期所需水量袁由
其自身水量和蒸散量组成袁由于其自身水量仅占蒸散
量的 员豫 袁所以众多研究者认为蒸散量就是作物需水
量咱源园暂 袁对作物需水量进行定量估算是灌溉水资源管理
的依据袁是制定最优灌溉制度尧评价灌区用水量与估算
作物产量的基础遥 面对灌溉水资源管理基于行政边界
而不是水文边界的情况袁悦澡藻皂蚤灶 等咱源员暂利用 杂耘月粤蕴 模
型基于 员圆 个时相的 晕韵粤粤 辕 粤灾匀砸砸 影像来获得蒸散
量的时渊季节尺度冤空渊省尧灌区尺度冤分布袁并运用
郧陨杂渊早藻燥早则葬责澡蚤糟 蚤灶枣燥则皂葬贼蚤燥灶 泽赠泽贼藻皂冤技术通过分析灌溉
水资源利用状况及相关影响因素来求得时间和空间上
灌溉需水量遥 粤造造藻灶等咱源圆暂也运用 郧陨杂 技术来预测研究
区灌溉蓄水总量以及从地表水与地下水净总取水量袁
不同的是该研究是以田间尺度为基础袁利用 蕴葬灶凿泽葬贼影
像和 酝耘栽砸陨悦 模型得到月份与季节蒸散量的变化袁通
过制作蒸散发量渊耘栽冤分布图来反应 耘栽的时间及空间
分布遥 为综合利用不同来源数据各自的优势和互补
性袁从而获取最优化信息袁潘志强等咱源猿暂同时利用多时
相渊缘 个冤晕韵粤粤 辕 粤灾匀砸砸 与单时相的 栽酝 数据以便使
两者的时空分辨率互补袁并结合气象数据基于 杂耘月粤蕴
模型对不同时空条件下黄河三角洲各灌区农作物的需
水量进行了分析袁更进一步将此方法应用于灌区内渠
系需水量分析之中袁为灌溉水资源的优化尧合理配置提
供依据遥 粤造藻曾葬灶凿则蚤凿蚤泽 等咱源源暂 利用 杂耘月粤蕴 模型袁基于
晕韵粤粤 辕 粤灾匀砸砸以及 蕴葬灶凿泽葬贼 栽酝 辕 耘栽酝 垣遥感影像来得
到作物生育期内特定日期的日蒸散量的空间分布袁利
用 撰 法来估算出季节蒸散量渊耘栽泽冤的空间分布袁并基
于水量平衡原理来计算研究区所需灌溉所用水量遥 除
融合使用不同来源数据之外袁还有学者将遥感蒸散发
估算模型与其他一些技术手段或模型相结合来分析灌
溉用水需求袁陨灶藻泽等咱源缘暂考虑到水资源的可用性以及灌
溉系统的异质性袁将遥感模拟模型与优化技术相结合
这一创新方法引入灌溉水资源管理之中袁首先利用
杂耘月粤蕴模型基于 蕴葬灶凿泽葬贼苑 耘栽酝 垣来获得作物需水量
数据袁然后以确定性 原 随机性的方式建立了 杂宰粤孕
渊泽燥蚤造鄄憎葬贼藻则鄄葬贼皂燥泽责澡藻则藻鄄责造葬灶贼 冤 区域模型遥 酝怎贼澡怎憎葬贼贼葬
等咱源远暂利用 杂耘月杂模型与 员怨 个时相的无云 酝韵阅陨杂 数据
来估算研究区 员 年之内蒸散量的时空分布袁并运用简
单克里金插值技术将由 猿园 个站点测得的日降雨数据
得到研究区内整年的降雨时空分布袁并基于水量平衡
模型来得到灌溉需水总量遥 杂葬灶贼燥泽 等咱源苑暂 首先利用
酝耘栽砸陨悦模型基于 蕴葬灶凿泽葬贼 缘 栽酝 影像来获取蒸散量袁
同时计算得到单独地块的作物系数袁结果表明对不同
作物而言作物系数呈现出很高的变异性袁然后与日水
量平衡模型相结合逐地块来估算灌溉需水量渊田间尺
度冤袁这种方法的时间和空间分辨率都很高遥 再葬灶早
等咱源愿暂 耦合了灌溉应用模型与蒸散量计算模型
渊耘栽宰葬贼糟澡冤并用其来模拟海河平原的灌溉应用情况的
空间分布遥 耘栽宰葬贼糟澡通过整合 杂耘月粤蕴模型与 杂耘月杂模
型并基于由 酝韵阅陨杂影像和 蕴葬灶凿泽葬贼影像获取的表面阻
抗值尧气象数据及其他陆面参数来计算日蒸散量袁进而
来对灌溉需水量进行估算袁与传统的站点计算结果相
比袁该方法以其具有区域性和高分辨率等特点而能更
好地反映灌溉需水量在空间上的差异遥
猿郾 圆摇 灌溉效率评价
传统意义上通常用配水效率渊灌区尺度冤袁输水效
率渊渠系尺度冤和田间灌水效率渊田间尺度冤之积来表
示灌溉效率袁传统方法是通过量取各级渠道出水口流
量来确定灌溉效率遥 较高的灌溉效率意味着较多的灌
溉用水被储存于作物的根系层袁进而作物蒸散量会增
大袁灌溉效率和蒸散量是相互关联的咱源怨暂 遥 近年来不少
研究者基于遥感蒸散发估算来对灌溉效率做出评价袁
如 月葬泽贼蚤葬葬灶泽泽藻灶等咱缘园 原 缘员暂利用 杂耘月粤蕴 模型基于 晕韵粤粤 辕
粤灾匀砸砸数据获得实际蒸散量的时空分布来计算灌溉
用水耗水量与土壤水分有效性袁并来评估灌区内灌溉
水资源的配置和利用状况袁应用此方法比传统的通过
测量尧评估灌区主干渠内的流量来评价灌溉用水效率
更为经济尧快速尧有效遥 同时袁在利用遥感技术与蒸散
发估算模型对灌溉效率进行评价时所采用的指标方
面袁也有学者进行研究袁如 砸燥藻则蚤灶噪等咱缘圆暂首先论述了用
于评价灌溉效率的指标体系袁然后选定野蒸散发指标冶
作为评价标准袁利用 杂耘月粤蕴模型基于 蕴葬灶凿泽葬贼 栽酝影像
来制作蒸散发分布图进而来获取从灌区尺度到田间尺
度的作物实际耗水量袁这些数据同 郧陨杂数据尧田间数据
等一起作为作物评价灌溉效率的输入数据袁对研究区
内不同尺度的灌溉效率进行了评价遥 杂葬灶贼燥泽 等咱缘猿暂选
用年相对灌溉供水量与灌溉水分生产率作为评价指
标袁此方法需要较少的田间信息袁评价指标需要以估算
的蒸散量作为输入数据遥 结果表明用由 酝耘栽砸陨悦基于
蕴葬灶凿泽葬贼缘 栽酝影像得到的实际蒸散量与水量平衡模拟
模型结合可以很好的评价灌溉效率袁与以往实测的方
法相比具有很好的一致性遥 粤憎葬灶 等咱缘源暂选用相对蒸散
量渊则藻造葬贼蚤增藻 藻增葬责燥贼则葬灶泽责蚤则葬贼蚤燥灶袁 砸耘栽冤尧排水比渊凿则葬蚤灶葬早藻
则葬贼蚤燥袁 阅砸冤尧输水性能比 渊 凿藻造蚤增藻则赠 责藻则枣燥则皂葬灶糟藻 则葬贼蚤燥袁
阅孕砸冤尧田间用水比渊 枣蚤藻造凿 葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶 则葬贼蚤燥袁 云粤砸冤等作
猿源园圆
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
为评价指标袁水量平衡模型中各参数用遥感方法和野
外实测获得袁其中实际和潜在的蒸散量由 杂耘月粤蕴模型
基于 酝韵阅陨杂数据来获取遥 除基于蒸散量估算值外袁还
有学者结合一些辅助数据一起来评价灌溉效率袁如
运澡葬灶等咱缘缘暂利用 杂耘月粤蕴模型基于 晕韵粤粤 辕 粤灾匀砸砸影像
来估算 员 年内各季度的蒸散量袁辅助于由非监督分类
方法从 蕴葬灶凿泽葬贼 栽酝 影像得到的土地利用数据并借助
郧陨杂 技术对研究区内灌溉用水进行评估袁结果表明通
过减少休耕地的蒸散量可以节约相当大一部分灌溉用
水袁从而可以提高灌溉系统的水分生产率和灌溉效率遥
蒋磊等咱缘远暂利用遥感技术尧引水数据与气象数据相结合
这一新方法来评价灌溉效率袁基于 杂耘月粤蕴模型来估算
区域内灌溉地作物生育期的蒸散量袁并结合净引水量
和降雨量资料袁以蒸散量扣除降雨量得到的有效灌溉
水利用量来评价灌溉效率袁避免了传统方法难以估算
达到作物根系层灌溉水量的问题遥
猿郾 猿摇 作物水分监测与估产
灌区内作物产量的空间变异分布是由灌溉制度决
定的袁尤其在干旱年份袁缺水对作物产量造成的危害比
其他逆境因子的总和还大咱缘苑暂 遥 当总的灌溉水量不能
同时满足所有作物需水而造成某种作物减产时袁作物
产量分析同时应考虑灌溉水量在时间与空间上的配
置袁利用遥感技术对作物产量进行预估具有宏观尧快
速尧动态的优点袁且可以对作物生长过程中的水分状况
进行监测咱缘愿暂 遥 月葬泽贼蚤葬葬灶泽泽藻灶咱猿缘暂利用 杂耘月粤蕴 模型基于
蕴葬灶凿泽葬贼缘 栽酝影像并结合地面站点实测的辐射等数据袁
基于能量平衡模型得出太阳辐射与净可用能量的月间
分布袁以及蒸散量的时间分布袁通过计算蒸发比这一反
应能量分布且与土壤水分状况紧密相连的指标来分析
作物的水分胁迫情况遥 栽葬泽怎皂蚤 等咱缘怨暂利用 酝耘栽砸陨悦 模
型基于 蕴葬灶凿泽葬贼影像来估算灌区内的实际蒸散量的时
空分布和作物系数袁然后分析了不同种类作物的种植
计划对蒸散量的影响袁结果表明早种植的作物比晚种
的耗水量大约多 远豫 耀 员园豫 袁并通过量化蒸散量来分
析种植时间对不同作物产量和生长状态的影响遥 此
外袁还有学者综合运用多种遥感蒸散发估算模型来对
作物水分状况进行监测袁如 悦澡蚤则燥怎扎藻等咱远园暂基于 粤杂栽耘砸
影像和 云燥则皂燥泽葬贼 原 圆 影像袁利用 源 种遥感蒸散发模型要
杂鄄杂耘月陨袁灾陨栽袁栽杂耘月 以及 杂耘月杂袁获取了蒸散发时空分
布袁土壤水分状况以及作物水分胁迫情况曰并将结果与
由 苑 个站点实测数据计算的结果以及由实测灌溉尧降
雨等数据驱动 杂灾粤栽 输出结果进行比较袁结果表明利
用遥感技术和能量平衡类模型可以很好地得到作物水
分胁迫状况分布袁且推测由此得到的结果可以很好的
同化进陆面或水文模型遥 在基于遥感蒸散发估算进行
作物估产方面袁月葬泽贼蚤葬葬灶泽泽藻灶 等咱远员暂利用 杂耘粤月粤蕴 模型
基于 晕韵粤粤 辕 粤灾匀砸砸影像来得到研究区的蒸散量分布
来描述土壤湿度状况的时空变异性袁并耦合了其他 圆
个已有模型袁将由这些模型得到的数据输入到 郧陨杂 环
境下来评估作物生长状况以及预测作物产量袁结果表
明通过模型耦合的方法来监测作物生长与产量分布对
小麦尧水稻尧甘蔗而言效果好袁但对棉花效果较差遥 在
利用遥感技术基于估算的蒸散量来预测作物产量时袁
也用到了数据融合技术袁如 在憎葬则贼等咱远圆暂利用 杂耘月粤蕴模
型袁融合使用高时间分辨率 晕韵粤粤 辕 粤灾匀砸砸 影像与高
时间分辨率的 蕴葬灶凿泽葬贼 影像袁来量化蒸散量的时空分
布尧作物产量的区域差异以及水生产力袁结果表明通过
融合使用高时尧空分辨率影像的方法可以得到精确的
季蒸散量与预测田间尺度的作物产量遥
综上所述袁利用遥感蒸散发估算模型对灌区内蒸
散量做出精确估算是灌溉水资源优化管理与节水灌溉
的基础袁对提高灌溉水资源水分利用率与管理水平尧模
拟作物产量等有着重要的理论指导和现实意义遥 以
野耘栽管理冶为核心的现代水资源管理是必要且可行
的袁猿杂技术和分布式水文模型的出现和发展为其提供
了重要的技术支持袁同时也使基于 耘栽 的灌溉水资源
管理成为可能袁最终可以实现农业的野真实节水冶 咱远猿暂 遥
源摇 结论与展望
蒸散发估算对灌溉水资源管理有着重要的意义遥
本文回顾了蒸散发估算的发展历程袁比较了基于传统
方法与遥感技术来估算蒸散发各自的特点与适应范
围袁总结了基于遥感数据进行蒸散发估算的各类模型袁
以地表能量平衡型模型为例阐述了利用遥感技术进行
蒸散发估算的基本原理袁并论述了如何将其应用于灌
溉水资源的管理之中袁利用遥感 原蒸散发估算模型进
行蒸散发精确估算有着其他技术手段无可比拟的优
势袁使准实时尧动态配水成为可能袁为优化配置尧科学管
理灌溉水资源袁提高水分利用率与作物产量提供了技
术支持与保障遥
遥感手段存在着时间尧空间分辨率以及模型参数
与遥感本身参数定量关系等一些问题袁同时受观测视
角尧云尧地形等外部因素的影响袁数据的有效性会受到
一定影响遥 因此袁一方面袁遥感数据的时间尧空间分辨
率有待提高袁对田间尺度灌溉水资源管理尤应如此曰另
一方面袁除利用可见光尧微波等遥感数据之外袁还应引
入 阅耘酝数据来分析地形对蒸散量分布的影响遥 更进
源源园圆
摇 员园 期 遥感估算蒸散发应用于灌溉水资源管理研究进展
一步讲袁除基于遥感技术袁还应加大尧拓展 郧陨杂 技术的
应用袁利用其强大的数据展示及空间分析功能来管理尧
展示与分析蒸散量分布尧作物耗水尧需水尧可用水资源尧
土壤水分等数据袁并结合水文模型来对灌溉实施及管
理进行辅助决策遥 随着更高时空分辨率卫星遥感平台
的出现袁以及亚像元提取算法与数据融合技术的发展袁
在灌溉水资源管理之中袁遥感技术有着更为广阔和灿
烂的前景遥
参考文献院
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蚤灶 耘栽 藻泽贼蚤皂葬贼蚤燥灶 遭葬泽藻凿 燥灶 砸杂 憎藻则藻 葬灶葬造赠扎藻凿 葬灶凿 贼澡藻 贼则藻灶凿泽 憎藻则藻 责则燥泽责藻糟贼藻凿援 陨贼爷泽 葬 灶藻糟藻泽泽葬则赠 葬灶凿 枣藻葬泽蚤遭造藻 葬责责则燥葬糟澡 贼燥
藻泽贼蚤皂葬贼藻 耘栽 遭葬泽藻凿 燥灶 砸杂 葬灶凿 皂葬灶葬早藻 蚤则则蚤早葬贼蚤燥灶 憎葬贼藻则 则藻泽燥怎则糟藻泽 遭赠 怎泽蚤灶早 耘栽鄄遭葬泽藻凿 泽贼则葬贼藻早赠袁 葬灶凿 贼澡藻 葬责责则燥葬糟澡 澡葬泽 葬灶
蚤皂责燥则贼葬灶贼 贼澡藻燥则藻贼蚤糟葬造 早怎蚤凿葬灶糟藻 葬灶凿 责则葬糟贼蚤糟葬造 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶糟藻 枣燥则 凿藻增藻造燥责蚤灶早 皂燥凿藻则灶 憎葬贼藻则鄄泽葬增蚤灶早 葬早则蚤糟怎造贼怎则藻袁 葬泽 憎藻造造 葬泽
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运藻赠憎燥则凿泽院藻增葬责燥贼则葬灶泽责蚤则葬贼蚤燥灶袁 则藻皂燥贼藻 泽藻灶泽蚤灶早袁 皂燥凿藻造泽 枣燥则 耘栽 藻泽贼蚤皂葬贼蚤燥灶袁 蚤则则蚤早葬贼蚤燥灶 憎葬贼藻则 则藻泽燥怎则糟藻泽
苑源园圆