西南地區(qū)復(fù)雜地表陸表過程觀測與模擬

目錄
第1章緒論1
1.1研究意義1
1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展2
1.2.1陸表過程觀測系統(tǒng)2
1.2.2陸表參數(shù)遙感反演3
1.2.3陸表遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)5
1.2.4陸表過程模擬6
1.2.5陸面數(shù)據(jù)同化技術(shù)6
1.2.6西南地區(qū)陸表過程監(jiān)測與分析8
1.3研究內(nèi)容與科學(xué)問題9
1.3.1主要研究內(nèi)容9
1.3.2研究目的11
1.3.3擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題11
1.4研究路徑12
參考文獻(xiàn)13
第2章西南地區(qū)大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)制備17
2.1概述17
2.2現(xiàn)有大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)18
2.3基于動(dòng)力降尺度的大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)制備19
2.3.1研究區(qū)20
2.3.2數(shù)據(jù)21
2.3.3方法24
2.3.4結(jié)果分析27
2.4基于機(jī)器學(xué)習(xí)的大氣驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)制備34
2.4.1多源數(shù)據(jù)構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)降尺度模型34
2.4.2結(jié)合Sentinel-2數(shù)據(jù)降尺度Himawari-8下行短波輻射48
2.5小結(jié)54
參考文獻(xiàn)55
第3章地面通量觀測與分析59
3.1概述59
3.2研究區(qū)概況61
3.3通量數(shù)據(jù)處理方法63
3.3.1觀測方法及項(xiàng)目63
3.3.2通量觀測足跡分析65
3.3.3通量數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)66
3.4不同時(shí)間尺度碳水通量的變化特征70
3.4.1碳水通量日變化特征70
3.4.2環(huán)境要素季節(jié)變化特征71
3.4.3碳水通量季節(jié)變化特征72
3.4.4季節(jié)性干旱下站點(diǎn)之間碳水通量的對(duì)比75
3.5環(huán)境要素對(duì)碳水通量的影響77
3.5.1環(huán)境要素對(duì)碳水通量的影響分析77
3.5.2季節(jié)性干旱下環(huán)境要素對(duì)碳水通量的影響78
3.5.3碳通量對(duì)降水脈沖的響應(yīng)80
3.6討論81
3.6.1碳水通量的變化特征81
3.6.2環(huán)境要素對(duì)碳水通量的影響83
3.7小結(jié)83
參考文獻(xiàn)84
第4章葉面積指數(shù)遙感反演89
4.1概述89
4.2山區(qū)葉面積指數(shù)反演主要問題89
4.3基于GOSAILT模型的山區(qū)葉面積指數(shù)反演模型90
4.3.1GOSAILT模型90
4.3.2基于GOSAILT模型的查找表構(gòu)建92
4.4試驗(yàn)區(qū)及葉面積指數(shù)反演驗(yàn)證94
4.4.1試驗(yàn)區(qū)及數(shù)據(jù)處理94
4.4.2驗(yàn)證結(jié)果95
4.5小結(jié)98
參考文獻(xiàn)98
第5章地表溫度重建100
5.1概述100
5.1.1地表溫度遙感反演方法及產(chǎn)品100
5.1.2山區(qū)地表溫度反演與挑戰(zhàn)102
5.1.3地表溫度重建研究進(jìn)展106
5.2基于能量平衡云下溫度重建107
5.2.1重建算法原理與參數(shù)化108
5.2.2地表短波凈輻射反演112
5.2.3重建結(jié)果與討論113
5.2.4誤差討論117
5.2.5參數(shù)影響117
5.2.6天氣狀況和時(shí)間差距的影響118
5.3基于隨機(jī)森林的地表溫度重建119
5.3.1數(shù)據(jù)來源及研究方法119
5.3.2云下地表溫度重建結(jié)果126
5.3.3重建地表溫度精度驗(yàn)證133
5.4小結(jié)135
參考文獻(xiàn)136
第6章土壤水分遙感反演141
6.1概述141
6.2基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的復(fù)雜地表高分辨率土壤水分反演算法142
6.2.1*優(yōu)預(yù)測因子敏感性分析143
6.2.2基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的土壤水分反演模型構(gòu)建145
6.3高分辨率土壤水分驗(yàn)證150
6.3.1土壤水分空間分布特征150
6.3.2土壤水分反演結(jié)果驗(yàn)證151
6.4小結(jié)154
參考文獻(xiàn)155
第7章植被動(dòng)態(tài)過程模型156
7.1概述156
7.1.1Biome-BGC模型研究進(jìn)展156
7.1.2Biome-BGC模型原理及優(yōu)勢(shì)159
7.1.3PEST參數(shù)敏感性分析160
7.1.4PEST參數(shù)優(yōu)化162
7.2模型參數(shù)優(yōu)化結(jié)果評(píng)價(jià)163
7.2.1槽上退耕農(nóng)田站163
7.2.2虎頭村苗圃站166
7.3西南喀斯特地區(qū)碳水通量時(shí)空分布特征169
7.3.1數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理169
7.3.2西南喀斯特地區(qū)碳水通量時(shí)間分布特征169
7.3.3西南喀斯特地區(qū)碳水通量空間分布特征171
7.4小結(jié)173
參考文獻(xiàn)174
第8章水文過程模擬176
8.1概述176
8.2巖溶水文模型概述176
8.3典型巖溶流域概況177
8.3.1重慶青木關(guān)流域177
8.3.2廣西木連流域179
8.3.3貴州陳旗流域181
8.3.4三個(gè)巖溶小流域的水文相似性與差異182
8.3.5建?；A(chǔ)數(shù)據(jù)184
8.4巖溶-流溪河模型建模及參數(shù)優(yōu)選185
8.4.1流溪河模型185
8.4.2巖溶-流溪河模型186
8.4.3模型參數(shù)及其自動(dòng)優(yōu)選方法190
8.5模型模擬效果驗(yàn)證193
8.5.1青木關(guān)流域模擬結(jié)果193
8.5.2木連流域模擬結(jié)果195
8.5.3陳旗流域模擬結(jié)果196
8.5.4三個(gè)流域模擬結(jié)果對(duì)比198
8.6模型評(píng)估及不確定性分析199
8.6.1模型輸入數(shù)據(jù)的不確定性200
8.6.2模型結(jié)構(gòu)的不確定性200
8.6.3模型參數(shù)的不確定性200
8.7小結(jié)202
參考文獻(xiàn)203
第9章　陸表過程模型的模擬與同化207
9.1概述207
9.1.1陸表過程模型介紹207
9.1.2CLM模型介紹208
9.1.3陸表數(shù)據(jù)同化209
9.2基于CLM的西南地區(qū)陸表變量模擬210
9.2.1模型的移植以及數(shù)據(jù)制備210
9.2.2CLM模擬結(jié)果212
9.3模型的結(jié)果分析214
9.3.1表層土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)驗(yàn)證214
9.3.2蒸散發(fā)數(shù)據(jù)驗(yàn)證218
9.4　小結(jié)220
參考文獻(xiàn)220
第10章西南干旱監(jiān)測222
10.1概述222
10.2數(shù)據(jù)與方法228
10.2.1數(shù)據(jù)228
10.2.2研究方法232
10.3西南地區(qū)干旱下森林恢復(fù)力監(jiān)測239
10.3.1貝葉斯動(dòng)態(tài)線性模型識(shí)別ALR的像元點(diǎn)示例239
10.3.2西南地區(qū)森林恢復(fù)力降低的時(shí)間動(dòng)態(tài)變化240
10.3.3極端干旱事件下森林恢復(fù)力降低的空間格局242
10.3.4天然林和次生林恢復(fù)力的差異244
10.3.5喀斯特與非喀斯特地區(qū)森林恢復(fù)力的差異246
10.4西南地區(qū)森林恢復(fù)力遙感監(jiān)測指數(shù)248
10.4.1極端干旱年份確定248
10.4.2EVI和NDVI構(gòu)建的森林恢復(fù)力指數(shù)比較250
10.4.3不同森林類型的恢復(fù)力指數(shù)比較及影響因素252
10.5小結(jié)255
10.5.1主要研究結(jié)論255
10.5.2不足與展望256
參考文獻(xiàn)257
第11章水分利用效率時(shí)空動(dòng)態(tài)及其對(duì)干旱的響應(yīng)263
11.1概述263
11.2相關(guān)研究進(jìn)展264
11.2.1水分利用效率研究進(jìn)展264
11.2.2干旱對(duì)水分利用效率的影響分析266
11.3數(shù)據(jù)來源與評(píng)估方法267
11.3.1氣象數(shù)據(jù)267
11.3.2GPP和ET數(shù)據(jù)268
11.3.3通量觀測數(shù)據(jù)269
11.3.4干旱指數(shù)計(jì)算及干旱事件提取269
11.3.5趨勢(shì)分析270
11.3.6相關(guān)分析和偏相關(guān)分析270
11.4西南地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)水分利用效率時(shí)空動(dòng)態(tài)271
11.4.1時(shí)空變化特征271
11.4.2空間分布特征274
11.5生態(tài)系統(tǒng)水分利用效率對(duì)典型干旱事件的響應(yīng)276
11.6小結(jié)279
參考文獻(xiàn)279