利用MODIS数据产品进行全国干旱监测的研究

利用MODIS植被指数和陆地表面温度产品建立全国3个农业气候区NDVI Ts、NDVI ΔT和NDVI ATI空间,并由NDVI Ts、NDVI ΔT和NDVI ATI空间分别建立温度植被干旱指数(TVDI)、温差植被干旱指数(DTVDI)和表观热惯量植被干旱指数(AVDI)3个干旱评价指标研究全国干旱分布,利用实测土壤含水量对3个干旱指标进行检验评价。NDVI ΔT空间中的湿边基本与横坐标平行,表明当土壤水分处于饱和状态或植被完全无水分胁迫条件下,植被和土壤对缓冲环境温度变化的能力大体相当;由NDVI ATI空间看出,随着植被覆盖增加,表观热惯量有增加的趋势。对比3个干旱评价指标表明:当监测范围较大,区域内地形复杂时,由NDVI Ts空间计算的TVDI评价干旱最合理,由NDVI ΔT空间计算的DTVDI在干旱监测中也具有一定的价值,而由NDVI ATI空间计算的AVDI已经不能合理评价干旱。

关中地区日光温室北面复合保温墙体的传热研究

分别对砖墙、加气混凝土墙、砖墙与珍珠岩复合墙以及砖墙与苯板复合墙这4种墙体的热阻、热惰性指标和热流密度进行计算,通过分析比较,得出砖苯复合墙体保温性最好,加气混凝土墙体热稳定性最好。综合保温和热稳定性以及保护耕地节约能源考虑,加气混凝土墙体是温室北墙的最好材料。

考虑植被的热惯量法反演土壤湿度的一次试验

应用NOAA/AVHRR通道1、通道2和通道4资料计算表观热惯量和植被指数,并结合农业气象试验站观测的土壤湿度,分别建立了传统的和考虑植被指数的表观热惯量估算实验区域土壤湿度的方程。

墒情遥感监测中热惯量模型的修正

墒情是反映作物旱情态势的直观指标,但随作物发育植株叶片对土壤背景形成愈加强烈的郁闭作用,以热惯量法为基础的墒情反演模型精度随之降低。经试验对比分析可知,在作物发育早期即低植被覆盖区,增强植被指数(EVI)较归一化植被指数(NDVI)对植被的识别更为敏感,能够更好地削弱土壤背景影响。【目的】提高热惯量模型在墒情遥感监测中的精度和适用性。【方法】通过在常规热惯量模型中引入EVI作为影响因子,实现对常规热惯量模型的修正。【结果】修正后的热惯量模型在EVI均值不大于0.18时,平均反演精度可达80%以上。【结论】在相同自然条件下,修正热惯量模型反演精度和适用范围均优于常规热惯量模型。

热惰性指标对围护结构热稳定性量化作用机制

热惰性指标D是基于谐波分析法的建筑热稳定模型中的关键参数,为揭示热惰性指标对围护结构内热流波动的作用机制,首先基于对周期性非稳态热作用下围护结构传热过程的理论分析和求解,给出了热惰性指标与围护结构内温度波衰减及温度波数量的关系式,然后利用数值模拟方法分析了热惰性指标对围护结构内温度波衰减和延迟的影响,最后分析了热惰性指标对剧烈波动层厚度、内表面蓄热系数、多层围护结构的衰减倍数及延迟时间等热稳定性能参数计算的关键影响.研究表明:热惰性指标与围护结构内温度波衰减以及温度波数量存在定量关系式;对于相同形式的围护结构,D越大,衰减倍数及延迟时间越大,围护结构内温度波数量越多,热稳定性能越好;对于不同形式的多层围护结构,D越大,表明延迟时间越长,而衰减倍数的大小还与材料层的排顺有关,外保温比内保温围护结构能获得更大的衰减倍数;利用D=1确定温度剧烈波动层厚度为围护结构蓄热设计提供了新思路;内表面蓄热系数的计算主要与剧烈波动层内的热工参数有关.

遥感方法进行土壤水分监测的现状与进展

总结了常用的遥感监测土壤水分的基本原理和方法,介绍了国内外在这一方面所取得的主要成果。以改进的热惯量法、作物缺水指数法和植被指数法等为主要代表的土壤水分遥感监测方法日臻成熟。G IS技术的广泛应用,土壤水分遥感监测模型的优化,以及微波遥感的应用将是该领域的重点研究方向,同时指出在土壤水分监测方面应走多学科综合的道路。

我国干旱遥感监测技术方法研究进展

以裸露地表、部分覆盖度地表和全植被覆盖地表3种不同下垫面类型为着眼点,详尽地阐述了相应下垫面类型下不同的干旱遥感监测技术方法的适用范围和其监测的优劣。下垫面为裸露地表时,微波遥感法具有广阔的前景;部分覆盖时双层模型法较好,但模型复杂,应注重经典双层模型的简化;全覆盖时各类监测方法各有优劣。提出未来干旱遥感监测的发展方向和应用前景,对应用遥感技术进行干旱监测相关业务的开展提供有益的参考。

基于MODIS数据的农业干旱遥感指数对比和应用

以辽西北为研究区域,选取典型干旱年2009年作物(春玉米)主要生长季,采用表观热惯量(apparent thermal inertia,ATI)、距平植被指数(anomalies of vegetation index,AVI)和植被供水指数(vegetation supply water index,VSWI)3种基于不同理论的遥感干旱指数方法对土壤水分进行反演,分析其监测效果。结果表明,3种指数分别在一定程度上反映出了辽西北地区2009年的旱情趋势,但得到的反演结果并不一致;ATI在中高植被覆盖率下的监测效果高于预期结果,比较符合历史气象资料;AVI可以有效反映当年作物主要生长季各时期相对的受旱状况;VSWI夸大了植被的影响作用,存在严重的滞后性。

黄淮海地区旱情遥感监测实践

以我国黄淮海冬小麦主产区为研究地点,以EOS-MODIS数据为主要数据源,针对不同作物生长时期,采用植被供水指数与土壤热惯量两种方法,结合地面观测数据建立以土壤水分为基础的旱情遥感监测指标体系,并对2006—2007年度冬小麦生育期的旱情进行了监测,结果表明,遥感旱情变化趋势与地面监测结果较为一致,进一步说明了植被供水指数与热惯量方法在区域旱情遥感监测中的潜力。

河北省土壤水分遥测研究

该文通过对热惯量法、植被供水指数法及多因子回归法等几种土壤水分遥测方法在河北区域的试验研究 ,建立了适合河北广大地区的遥测土壤水分模型 ,试验结果与实际情况基本一致。

基于表观热惯量与温度植被指数的FY-3B土壤水分降尺度研究

为进一步研究风云三号(FY-3B)土壤水分降尺度获取高分辨率土壤水分的方法,使其更适用于农业、水文、生态等区域尺度的应用要求,以MODIS为数据源,青藏高原那曲地区为研究区,利用表观热惯量模型(apparent thermal inertia,ATI)与温度植被指数(temperature vegetation index,TVI)模型在不同植被覆盖度下适用的特点,构建综合ATI与TVI的土壤水分反演模型;结合低分辨率FY-3B土壤水分产品,利用土壤水分降尺度方法,获取高分辨率下土壤水分反演模型系数,并得到高分辨率土壤水分。通过与地面观测数据对比,降尺度后土壤水分与实测数据的R2在0.4以上,RMSE在0.055~0.103 cm^(3)/cm^(3)之间,表明降尺度后的土壤水分能够较好地反映区域土壤水分的空间分布与变化。

隔热涂料用于建筑外表的热工性能等效折算方法

基于现有典型气象年气候数据,首先建立室外综合温度的计算模型,并用其考察表面长波发射率和短波吸收率对室外综合温度的影响。结论表明,表面短波吸收率对室外综合温度的影响很大,而长波发射率影响很小。然后,将室外综合温度进行分解,利用传热叠加原理和傅里叶级数展开理论,导出隔热涂料用于建筑外表的附加热阻和附加热惰性指标计算公式。最后,以厦门地区应用为例,计算水平屋面涂刷涂料的附加热阻和附加热惰性指标,提出利用附加热惰性指标和综合附加热阻评判隔热涂料在某地区应用的适宜性。

黄河三角洲地区地下水埋深遥感反演

黄河三角洲地区地理位置特殊,水资源供需矛盾尖锐,为了研究其地下水分布状况,使用MODIS遥感数据、实测土壤相对含水量和地下水埋深数据,利用温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI)和表观热惯量法(apparent thermal inertia,ATI)对研究区土壤相对含水量进行遥感估算;通过分析不同深度处土壤相对含水量与地下水埋深的相关性,建立了反演地下水埋深的线性方程,得到了研究区地下水埋深分布状况图。结果表明:利用地表10 cm深度处测得的土壤相对含水量反演地下水埋深的结果较为合理;在缺少土壤相对含水量数据时,可以用反映土壤相对含水量高低的因子估算地下水的埋深。

山东省小麦主产区旱情遥感监测系统的构建

本文根据山东省小麦主产区生态条件的区域差异性,以MODIS影像为数据源,分区域、分时段、分模型构建了小麦主产区旱情遥感监测系统,综合考虑土壤质地、风速因素的影响,对热惯量和植被供水指数模型进行修正,确定了野外同步遥感观测场布局及旱情评价指标,依此制定了山东省小麦主产区旱情遥感监测技术流程。

土壤水分遥感反演方法概述

就目前国内外土壤水分遥感反演方法、进展和应用现状进行了简要地回顾,比较和评价了反射率法、植被指数法、热惯量法、温度-植被指数法、微波法等方法的优缺点及适用范围,并对土壤水分遥感反演方法及发展趋势进行了展望。

基于NDVI分区的全国草地生态系统覆盖区土壤水分遥感反演

为了建立土壤水分遥感反演模型,反演2016年全国草地生态系统土壤水分并分析其时空变化特征,通过结合表观热惯量(ATI)和温度植被干旱指数(TVDI)的混合模型反演2016年全国草地生态系统的土壤水分,并在实测数据与反演结果精度验证的基础上确定归一化植被指数(NDVI)阈值。结果表明:(1)NDVI≤0.2的像元区域,采用ATI模型反演精度较高;NDVI≥0.78的像元上,基于增强型植被指数(EVI)的TVDI反演精度较高;0.2<NDVI<0.78的区域,基于NDVI的TVDI反演效果较好。(2)全国草地10 cm土壤水分存在明显时空差异。空间分布上由西北向东南增加,最低值(0~10%)出现在青海、西藏、新疆和内蒙古,最高值分布在南方各省。时间分布上,全年草地10 cm土壤水分集中在0~40%。春冬季节,土壤水分较少(0~60%),夏季最高,大部分像元集中在30%~80%,秋季次之,集中在0~70%。建立的混合模型反演的土壤水分精度相对较高,以期为不同植被覆盖情况的土壤水分遥感反演模型选择提供参考,对于准确监控大面积范围土壤水分将有重要的实用价值,也是目前研究中迫切需要解决的问题所在。

西藏传统民居改造中的墙体蓄热性能建议

随着藏区经济的发展和居住的发展的改善,拉萨周边住宅逐渐由传统民居转变或改造为具有良好保温性能及气密性的现代建筑,但新建民居对太阳能利用有限,在冬季无集中供暖时室内热环境较差。因此在实地调研的基础上,通过EnergyPlus软件对不同墙体蓄热能力和蓄热方位下的建筑室内空气温度进行模拟。结果表明:对于无供暖的农村建筑,大窗墙比南向房间蓄热性能增强,无法明显提升南北向房间室内气温的稳定性;北向房间蓄热性能的增强可同时提高房间的室温和房间对室外温度波动的衰减能力;在有限的经济或资源条件下,可适当削减南向房间外墙蓄热性能而优先考虑满足北向房间墙体蓄热性能需求。

基于表观热惯量的土壤水分监测

土壤水分含量是监测农业干旱的重要指标,遥感法是大面积监测土壤水分时空特征的主要方法,热惯量法是遥感方法监测土壤水分的主要研究手段之一。本文提出了一个改进的表观热惯量模型计算表观热惯量,并通过地面验证试验对该模型的适用性进行了分析。在中国科学院栾城农业生态系统试验站,通过严格的控制试验,设计了10个不同植被覆盖、不同土壤水分含量的试验小区,针对表观热惯量的适用条件,利用实测的地表温度、植被指数、反照率、太阳辐射等参数计算了不同植被覆盖不同土壤水分含量下的表观热惯量,并与土壤体积含水量进行了相关和回归分析。结果表明:在植被覆盖度较低情况下[归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)<0.35],表观热惯量法具有较好的效果,表观热惯量与土壤体积含水量之间的相关系数大于0.7,通过了95%的显著性检验,两者具有很高的相关性,可以用热惯量法监测土壤水分状况;在较高植被覆盖情况下(NDVI>0.35),表观热惯量与土壤体积含水量之间没有相关性,热惯量法监测土壤水分失效;NDVI为0.35可以作为热惯量法监测土壤水分状况是否可行的判断条件。

无机保温承重砌块节能性能分析

为了适应我国建筑节能的发展趋势,满足人们不断提高的对居住建筑舒适度的要求,研究了一种集保温隔热、承重于一体的新型环保墙体材料——无机保温承重砌块.介绍了无机保温承重砌块的制作过程,分别计算了由无机保温承重砌块和普通混凝土砌块砌筑而成的墙体的传热系数和热惰性指标,并采用冷负荷系数法计算了二者的传热量和耗能率.对比分析结果表明:该无机保温承重砌块能够满足居住建筑围护结构保温隔热性能和建筑节能标准的要求,并具有很好的经济效益.

相变储能内外墙复合保温系统在新农村建设中的应用

根据农村住宅墙体结构,通过热工性能计算,为新农村建设设计了内外墙复合保温隔热系统:石膏基相变贮能保温砂浆→240mm多孔砖墙体→水泥基相变贮能保温砂浆→相变贮能抹面砂浆+网格布→相变贮能柔性(或弹性)腻子→封闭底漆→太阳热反射隔热外墙涂料。