面向灌溉事件的灌溉水量计算方法研究及其在区域上的应用
发布时间：2023-04-02 07:52
农业作为人类活动中最为基础的环节,影响了人类的生存和发展。灌溉方式的农田管理制度很大程度上保障了全球粮食的安全生产,尤其是缺水地区的粮食安全生产。目前,约占全球耕地面积16%的土地上生产了人类30%-40%的粮食,全球三分之一人口的收入与灌溉农业相关。与此同时,灌溉也消耗了大量的洁净淡水资源,2000年人类从地表和地下抽取了大约2600 km3的洁净水用于灌溉。当前,农田灌溉用水量依然占到人类取水总量超过70%的份额,而消耗性用水更是占到了90%以上。灌溉水量作为刻画人类灌溉活动最重要的参数,也是研究灌溉对作物产量估算、地表水文过程模拟、区域气候变化等影响的基础。所以,研究一种易行、有效的灌溉水量获取方法,对准确、及时地获取灌溉用水情况以及研究灌溉效应都具有重要的意义。卫星遥感通过自身携带的各种传感器可以实现对地表进行无差别的观测,能够真实、有效地反映地表变化信息。此外,遥感数据还具有尺度适宜、易于获取和处理等特征,这些因素使得遥感被认为是获取灌溉参数最为有效的工具。相比于获取灌溉区、灌溉面积参数,利用遥感获取区域尺度上灌溉水量的研究始终没有很大的进展。这是因为在利用遥感数据计算灌溉水...
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 相关研究及现状
1.2.1 基于统计的灌溉水量获取
1.2.2 基于数值模型模拟的灌溉水量计算
1.2.3 基于遥感的灌溉参数获取
1.3 科学问题与研究目标
1.4 总体研究思路与技术路线
1.5 论文组织
第2章 基于遥感的土壤水分状态信息获取
2.1 遥感监测土壤水分的方法介绍
2.1.1 可见光-近红外遥感监测土壤水分
2.1.2 热红外遥感监测土壤水分
2.1.3 微波遥感监测土壤水分
2.1.4 总结
2.2 卫星土壤水分产品的精度分析
2.3 卫星土壤水分产品数据对农田土壤水变化的捕捉能力
2.4 方法应用与评价
2.4.1 研究区介绍
2.4.2 被动L波段卫星土壤水分产品介绍
2.4.3 站点土壤水分数据介绍
2.5 结果与分析
2.5.1 卫星土壤水分产品的总体精度
2.5.2 卫星土壤水分产品精度的空间分布
2.5.3 地表类型对卫星土壤水分产品精度的影响
2.5.4 平原地区与非平原地区的精度对比
2.5.5 SMAP数据对农田土壤水变化的捕捉能力
2.6 本章小结
第3章 灌溉事件的提取方法研究
3.1 灌溉事件提取的基本思路
3.2 土壤水增加期的提取
3.2.1 具体思路
3.2.2 异常值处理
3.2.3 土壤水增加期提取的流程
3.3 基于模糊理论的灌溉事件推理
3.3.1 具体思路
3.3.2 模糊集合的基本概念
3.3.3 影响农田灌溉的环境因子
3.3.4 环境因子对灌溉必要性的隶属度函数构建
3.3.5 土壤水增加与灌溉相关程度的计算
3.3.6 土壤水增加与降水相关程度的计算
3.3.7 灌溉事件的模糊模式识别
3.4 灌溉事件推理的示例
3.5 本章小结
第4章 灌溉水量的计算方法研究
4.1 计算灌溉水量的思路
4.2 根据土壤水计算灌溉水量的模型建立
4.3 灌溉水量的计算
4.3.1 模型参数的率定
4.3.2 地表潜在蒸散发的计算:彭曼-蒙特斯公式
4.3.3 计算灌溉水量
4.4 灌溉水量计算的示例
4.5 本章小结
第5章 案例分析:河南省灌溉水量的计算
5.1 研究区介绍
5.2 数据及其预处理
5.2.1 卫星土壤水分数据
5.2.2 站点土壤水数据
5.2.3 降水数据
5.2.4 计算地表潜在蒸散发的气象数据
5.2.5 土地利用数据
5.2.6 农业用水统计数据
5.2.7 数字地形数据
5.3 验证与分析
5.3.1 提取灌溉事件的验证与分析
5.3.2 计算灌溉水量的验证与分析
5.4 提取灌溉事件的结果与分析
5.4.1 灌溉次数分布图
5.4.2 提取灌溉事件的验证与分析
5.4.3 灌溉事件的时间信息
5.5 计算灌溉水量的结果与分析
5.5.1 灌溉水量分布图
5.5.2 计算灌溉水量的验证与分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究特色与创新
6.3 问题与展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3778848
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 相关研究及现状
1.2.1 基于统计的灌溉水量获取
1.2.2 基于数值模型模拟的灌溉水量计算
1.2.3 基于遥感的灌溉参数获取
1.3 科学问题与研究目标
1.4 总体研究思路与技术路线
1.5 论文组织
第2章 基于遥感的土壤水分状态信息获取
2.1 遥感监测土壤水分的方法介绍
2.1.1 可见光-近红外遥感监测土壤水分
2.1.2 热红外遥感监测土壤水分
2.1.3 微波遥感监测土壤水分
2.1.4 总结
2.2 卫星土壤水分产品的精度分析
2.3 卫星土壤水分产品数据对农田土壤水变化的捕捉能力
2.4 方法应用与评价
2.4.1 研究区介绍
2.4.2 被动L波段卫星土壤水分产品介绍
2.4.3 站点土壤水分数据介绍
2.5 结果与分析
2.5.1 卫星土壤水分产品的总体精度
2.5.2 卫星土壤水分产品精度的空间分布
2.5.3 地表类型对卫星土壤水分产品精度的影响
2.5.4 平原地区与非平原地区的精度对比
2.5.5 SMAP数据对农田土壤水变化的捕捉能力
2.6 本章小结
第3章 灌溉事件的提取方法研究
3.1 灌溉事件提取的基本思路
3.2 土壤水增加期的提取
3.2.1 具体思路
3.2.2 异常值处理
3.2.3 土壤水增加期提取的流程
3.3 基于模糊理论的灌溉事件推理
3.3.1 具体思路
3.3.2 模糊集合的基本概念
3.3.3 影响农田灌溉的环境因子
3.3.4 环境因子对灌溉必要性的隶属度函数构建
3.3.5 土壤水增加与灌溉相关程度的计算
3.3.6 土壤水增加与降水相关程度的计算
3.3.7 灌溉事件的模糊模式识别
3.4 灌溉事件推理的示例
3.5 本章小结
第4章 灌溉水量的计算方法研究
4.1 计算灌溉水量的思路
4.2 根据土壤水计算灌溉水量的模型建立
4.3 灌溉水量的计算
4.3.1 模型参数的率定
4.3.2 地表潜在蒸散发的计算:彭曼-蒙特斯公式
4.3.3 计算灌溉水量
4.4 灌溉水量计算的示例
4.5 本章小结
第5章 案例分析:河南省灌溉水量的计算
5.1 研究区介绍
5.2 数据及其预处理
5.2.1 卫星土壤水分数据
5.2.2 站点土壤水数据
5.2.3 降水数据
5.2.4 计算地表潜在蒸散发的气象数据
5.2.5 土地利用数据
5.2.6 农业用水统计数据
5.2.7 数字地形数据
5.3 验证与分析
5.3.1 提取灌溉事件的验证与分析
5.3.2 计算灌溉水量的验证与分析
5.4 提取灌溉事件的结果与分析
5.4.1 灌溉次数分布图
5.4.2 提取灌溉事件的验证与分析
5.4.3 灌溉事件的时间信息
5.5 计算灌溉水量的结果与分析
5.5.1 灌溉水量分布图
5.5.2 计算灌溉水量的验证与分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究特色与创新
6.3 问题与展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3778848
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