基于遙感蒸散發(fā)模型的凈灌溉水量測算空間尺度研究

穆貴玲，鄭江麗*，王行漢，馬志鵬，劉晉

基于遙感蒸散發(fā)模型的凈灌溉水量測算空間尺度研究

穆貴玲1, 2，鄭江麗1, 2*，王行漢1, 2，馬志鵬1, 2，劉晉1, 2

（1.珠江水利委員會 珠江水利科學(xué)研究院，廣州 510611；2.水利部珠江河口治理與保護重點實驗室，廣州 510611）

【】農(nóng)業(yè)用水總量和灌溉水有效利用系數(shù)是最嚴(yán)格水資源管理考核總量紅線和效率紅線控制的重要指標(biāo)。目前遙感蒸散發(fā)模型在珠江片區(qū)域蒸散發(fā)量估算和凈灌溉水量評估的應(yīng)用度不高，對其空間適用尺度缺乏研究。以廣西區(qū)為例，通過試驗觀測-遙感解譯等技術(shù)計算不同空間尺度遙感蒸散發(fā)量，并與相應(yīng)尺度直接量測的凈灌溉水量建立線性相關(guān)關(guān)系，根據(jù)相關(guān)系數(shù)，得出誤差最小的空間尺度，從而建立一套更準(zhǔn)確、快速、有效的最優(yōu)空間尺度下，根據(jù)遙感蒸散發(fā)量進行區(qū)域凈灌溉水量估算的方法。在較大的廣西區(qū)、片區(qū)尺度，凈灌溉用水量和遙感蒸散發(fā)量之間存在明顯的線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.8以上；對比廣西區(qū)和桂中片區(qū)凈灌溉用水量實測結(jié)果與遙感估算結(jié)果，誤差均在0.5%以內(nèi)。在片區(qū)和廣西區(qū)等較大尺度，遙感測算結(jié)果的可信度較高，遙感蒸散發(fā)模型適用性較強，其估算結(jié)果可為最嚴(yán)格水資源管理考核和農(nóng)業(yè)水資源科學(xué)管理提供科學(xué)支撐。

遙感蒸散發(fā)模型；空間尺度；凈灌溉水量測算；最嚴(yán)格水資源管理

0 引言

【研究意義】自2012年出臺《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》（國發(fā)〔2012〕3號），我國就加強水資源開發(fā)利用紅線、用水效率紅線、水功能區(qū)限制納污紅線管理，先后出臺《實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法》（國辦發(fā)〔2013〕2號）和《實行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實施方案》，《“十三五”水資源消耗總量和強度雙控行動方案》再次強調(diào)全面實施最嚴(yán)格水資源管理制度考核。農(nóng)業(yè)用水總量和灌溉水有效利用系數(shù)是總量紅線和效率紅線控制的重要指標(biāo)。

珠江片屬南方豐水地區(qū)，根據(jù)《2019年珠江片水資源公報》，2019年珠江片農(nóng)田灌溉用水量為421.9億m3，占總用水量的51.8%，農(nóng)業(yè)用水總量占總用水量1/2以上；農(nóng)田灌溉畝均用水量為697 m3，農(nóng)田灌溉水利用效率較低。因此農(nóng)業(yè)用水總量和用水效率控制是珠江片實施最嚴(yán)格水資源管理制度的重要部分。

目前凈灌溉用水量測算主要采用《全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析技術(shù)指導(dǎo)細則》中的直接量測法和觀測分析法。珠江片的中小型灌區(qū)較多，其中僅廣西區(qū)就有中型灌區(qū)341處、小型灌區(qū)48 395處。這些中小型灌區(qū)目前大多缺少基本的計量設(shè)施，開展試驗觀測工作比較困難。而且試驗觀測工作周期較長，工作量較大，專業(yè)技術(shù)人員缺乏，工作經(jīng)費難以落實。隨著最嚴(yán)格水資源管理制度和總量強度雙控行動方案的實施，灌溉水有效利用系數(shù)作為一項主要考核指標(biāo)，對其所采集數(shù)據(jù)的精度要求會越來越高，測算工作任務(wù)量將會越來越大。因此，基于遙感蒸散發(fā)模型的灌溉水有效利用系數(shù)測算在未來將會有較大的發(fā)展前景。

【研究進展】遙感蒸散發(fā)模型中用于區(qū)域蒸散發(fā)量提取和灌溉水有效利用系數(shù)測算較多的模型是SEBAL（Surface Energy Balance Algorithm for Land）模型[1]、SEBS（Surface Energy Balance System）模型[2]、TSEB（Two-Source Energy Balance）模型[3]。Yang等[4]選取SEBAL模型，以河套灌區(qū)為例，對其2000—2010年蒸散發(fā)的時空分布規(guī)律進行了模擬分析。蔣磊等[5-6]利用SEBAL模型對河套灌區(qū)作物生育期的蒸散發(fā)量和灌溉水有效利用系數(shù)進行了計算分析和評價，后續(xù)又基于遙感蒸散發(fā)模型對河套灌區(qū)玉米生育期日蒸散發(fā)量進行了提取，對玉米產(chǎn)量進行了估算。尚松浩等[7]對遙感蒸散發(fā)模型在灌區(qū)灌溉水利用效率評價中的應(yīng)用情況進行了總結(jié)和評述。陳鶴等[8-9]選取SEBS模型，準(zhǔn)確地獲取了位山灌區(qū)的長系列蒸散發(fā)量；后續(xù)又探討了將遙感蒸散發(fā)模型由衛(wèi)星過境時刻的瞬時值擴展到日蒸散發(fā)的尺度提升方法，以及由未受云層遮擋的日蒸散發(fā)擴展到全年的尺度提升方法。丁杰等[10]利用SEBS模型對地表水熱通量和冬小麥生育期內(nèi)蒸散發(fā)總量進行了分析。溫媛媛等[11]基于SEBS模型對小流域蒸散量的分布規(guī)律和特征進行了研究。寧亞洲等[12]利用SEBAL模型，對2017—2018年疏勒河流域昌馬灌區(qū)的蒸散量和灌溉水有效利用系數(shù)進行了定量估算。李杰等[13]基于遙感蒸散發(fā)模型，提出融合“遙感反演-實地監(jiān)測-計量經(jīng)濟學(xué)模型測算-數(shù)據(jù)綜合分析”四位一體的區(qū)域灌溉水有效利用系數(shù)測算框架。王行漢[14]運用改進SEBAL模型提出一套適用于中國南方地區(qū)的灌溉水有效利用系數(shù)測算方法。郭二旺等[15]利用SEBAL模型對區(qū)域農(nóng)田蒸散發(fā)量進行了估算。

【切入點】盡管目前遙感蒸散發(fā)模型已經(jīng)開始用于區(qū)域蒸散發(fā)量提取和部分灌溉水有效利用系數(shù)估算，但總體應(yīng)用度不高，南方豐水地區(qū)應(yīng)用很少。而且對遙感蒸散發(fā)模型用于灌溉水有效利用系數(shù)估算的空間適用尺度沒有具體研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文通過試驗觀測-遙感解譯等遙感技術(shù)計算不同空間尺度下的遙感蒸散發(fā)量，并與相應(yīng)尺度直接量測的凈灌溉水量建立線性相關(guān)關(guān)系，根據(jù)相關(guān)系數(shù)，提出誤差最小的空間尺度，從而建立一套更準(zhǔn)確、快速、有效的最優(yōu)空間尺度下的根據(jù)遙感蒸散發(fā)量進行凈灌溉水量估算的方法，為最嚴(yán)格水資源管理考核和農(nóng)業(yè)水資源科學(xué)管理提供科學(xué)支撐。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

珠江片包括珠江流域、韓江流域、粵桂沿海諸河、海南省諸河和瀾滄江以東國際河流（不含瀾滄江），總面積65.43萬km2，涉及云南、貴州、廣西、廣東、湖南、江西、福建、海南8個?。ㄗ灾螀^(qū)）及香港、澳門2個特別行政區(qū)。其中廣西區(qū)總面積23.76萬km2，占珠江片的36.3%，用水量占珠江片總用水量的33.4%，農(nóng)業(yè)用水量占珠江片農(nóng)業(yè)總用水量的42.8%，是珠江片用水大戶和農(nóng)業(yè)用水大戶。故本次選擇廣西區(qū)作為典型區(qū)域進行研究。

廣西屬亞熱帶氣候，地處低緯度地區(qū)，全年受海洋暖濕氣流和北方變性冷空氣團的交替影響，是國內(nèi)氣溫較高、降水較多的地區(qū)之一。年平均氣溫在17～22 ℃之間，氣候溫暖，雨水豐沛，光照充足。廣西耕地總面積437.11萬hm2，占土地總面積的18.54%。廣西是一個以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的省區(qū)，主要農(nóng)作物有糧食作物（水稻、玉米、大豆、薯類）、甘蔗、木薯、油料（花生、芝麻等）、蔬菜、水果等。2019年全年全區(qū)糧食種植面積274.70萬hm2，甘蔗種植面積89.02萬hm2，油料種植面積25.37萬hm2，蔬菜種植面積148.51萬hm2，木薯種植面積17.81萬hm2，果園面積133.19萬hm2，桑園面積19.69萬hm2。其中，播種面積比例在10%以上的作物為水稻（32.34%）、蔬菜（19.90%）、甘蔗（15.87%）、玉米（10.15%），其他作物均在10%以下。

1.2 研究方法

根據(jù)遙感蒸散發(fā)模型計算得出的作物蒸發(fā)蒸騰量，建立蒸散發(fā)量與實測凈灌溉水量的線性相關(guān)關(guān)系，通過線性相關(guān)關(guān)系計算得到的凈灌溉用水量，與直接試驗監(jiān)測得出的凈灌溉用水量進行對比分析，確定不同空間尺度下2種計算結(jié)果的誤差，給出誤差較小的空間尺度，詳見圖1。

圖1 研究方法

1.2.1 遙感蒸散發(fā)模型

在綜合分析國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)的特點，選擇采用SEBAL模型，通過估算凈輻射、顯熱通量和土壤熱通量計算潛熱通量，進而求得逐日蒸散發(fā)量。具體計算過程參考文獻[13-14]。該方法反演結(jié)果已在參考文獻[14]中進行了驗證，結(jié)果表明遙感反演結(jié)果與蒸滲儀監(jiān)測日蒸散發(fā)量呈現(xiàn)顯著的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達到0.98，遙感反演結(jié)果可靠。

遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用前，必須對其進行預(yù)處理。前期處理工作包括輻射定標(biāo)、幾何校正、大氣糾正、圖像鑲嵌、圖像掩膜等。作物蒸散發(fā)量具體計算式為：

=n--， （1）

式中：為蒸發(fā)潛熱（J/m3）；為蒸散發(fā)量（m/s）；為凈輻射量（W/m2）；為土壤熱通量（W/m2）；為顯熱通量（W/m2）。

1.2.2 試驗水田凈灌溉水量計算

1）樣點田塊凈灌水量

根據(jù)典型田塊灌溉前后田面水深的變化來確定某次單位面積凈灌溉用水量（田凈，mm），計算式為：

田凈=10×（21）， （2）

式中：1為某次灌水前典型田塊田面水深（mm）；2為某次灌水后典型田塊田面水深（mm）。

2）樣點灌區(qū)凈灌水量

樣點灌區(qū)年凈灌溉用水總量計算式為：

式中：樣凈為樣點灌區(qū)年凈灌溉用水總量（m3）；w為樣點灌區(qū)個片區(qū)內(nèi)第種作物單位面積凈灌溉用水量（m3/hm2）；A為樣點灌區(qū)個片區(qū)內(nèi)第種作物灌溉面積（hm2）；為樣點灌區(qū)個片區(qū)內(nèi)的作物種類（種）；為樣點灌區(qū)片區(qū)數(shù)量（個）。

3）區(qū)域凈灌水量

分片區(qū)、全區(qū)等典型區(qū)域凈灌溉用水量計算方法根據(jù)本次測算的單位面積水稻作物凈灌溉水量，未實測的旱作則采用廣西農(nóng)業(yè)灌溉定額，按照作物種植結(jié)構(gòu)及種植面積推算。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究中水稻試驗數(shù)據(jù)來自2019年現(xiàn)場試驗監(jiān)測。未測到的作物采用附近試驗站歷史研究資料及自治區(qū)發(fā)布的作物灌溉定額確定。本次未實測作物凈灌溉用水定額取區(qū)用水定額中的偏高值，即甘蔗4 500 m3/hm2、蔬菜3 000 m3/hm2、玉米1 500 m3/hm2、馬蹄6 900 m3/hm2、芋頭3 000 m3/hm2、沙糖桔（柑橘）2 775 m3/ hm2、柿子2 250 m3/hm2、葡萄2 700 m3/hm2、其他1 500 m3/hm2。

作物灌溉面積來自桂林試驗站統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

遙感數(shù)據(jù)采用搭載在對地觀測衛(wèi)星TERRA上的中分辨率成像光譜儀MODIS所提供的地表反射率數(shù)據(jù)、地表溫度數(shù)據(jù)、地表覆蓋、植被指數(shù)以及地表反照率數(shù)據(jù)（https://ladsweb.nascom.nasa.gov）。

DEM數(shù)據(jù)是在地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.giscloud.cn/）下載數(shù)據(jù)后，根據(jù)研究區(qū)的范圍通過ArcGIS對數(shù)據(jù)進行拼接，并用最鄰近法重采樣操作后得到1 km分辨率DEM。通過該數(shù)據(jù)的使用，能夠?qū)ρ芯繀^(qū)內(nèi)由于地形起伏變化造成的空氣溫度等的影響進行糾正。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗測算

2.1.1 樣點灌區(qū)選擇

把廣西區(qū)分為桂南、桂西、桂北、桂中4個片區(qū)，桂南片區(qū)包括南寧、崇左、北海、欽州、防城港5個市，桂西片區(qū)包括百色、河池2個市，桂北片區(qū)包括桂林、梧州、賀州3個市，桂中片區(qū)包括來賓、柳州、玉林、貴港4個市。根據(jù)代表性、可行性、穩(wěn)定性等原則，在4個片區(qū)中選取6個樣點灌區(qū)，分別為桂南南蛇山灌區(qū)、北海提水灌片，桂西那音灌區(qū)，桂北青獅潭灌區(qū)，桂中樂業(yè)灌區(qū)、金秀砂糖桔提水灌片。7個監(jiān)測點位，其中1號監(jiān)測點位處有4個樣點田塊，5號監(jiān)測點位處有9個樣點田塊，其他監(jiān)測點位均有1個樣點田塊。最終選定監(jiān)測點位置見表1。

表1 樣點灌區(qū)基本情況

2.1.2 樣點灌區(qū)凈灌溉水量計算

根據(jù)樣點灌區(qū)的實測凈灌溉水量數(shù)據(jù)，結(jié)合桂林試驗站的常年歷史研究資料和自治區(qū)發(fā)布的《農(nóng)林牧漁業(yè)及農(nóng)村居民生活用水定額》（DB 45/T 804—2019），采用《全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)測算分析技術(shù)指導(dǎo)細則》中計算式，計算得出各樣點灌區(qū)年凈灌溉用水總量，詳見表2。水稻單位面積凈灌溉水量在7 952.25～8 776.65 m3，其中桂西片區(qū)的那音灌區(qū)水稻單位面積凈灌溉水量最小，用水效率最高；桂北片區(qū)的青獅潭灌區(qū)水稻單位面積凈灌溉水量最大，用水效率最低。

表2 樣點灌區(qū)凈灌溉水量計算

2.1.3 區(qū)域凈灌溉水量計算

桂南片區(qū)、桂西片區(qū)和桂中片區(qū)主要種植作物為水稻、柑桔、蔬菜、玉米、甘蔗；桂北片區(qū)作物種類較多，主要種植作物為水稻、柑桔、蔬菜、玉米、葡萄、柿子、馬蹄、芋頭、甘蔗。

根據(jù)各片區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)及樣點灌區(qū)作物實測凈灌溉用水定額和自治區(qū)發(fā)布的《農(nóng)林牧漁業(yè)及農(nóng)村居民生活用水定額》（DB 45/T 804—2019），計算得到桂南片區(qū)凈灌溉水量為23.01億m3，桂西片區(qū)凈灌溉水量為6.84億m3，桂北片區(qū)凈灌溉水量為22.98億m3，桂中片區(qū)凈灌溉水量為32.79億m3。整個廣西區(qū)2019年凈灌溉水量為85.61億m3。詳見表3。

表3 區(qū)域凈灌溉水量計算

2.2 遙感測算

2.2.1遙感蒸散發(fā)量計算

以2019年MODIS衛(wèi)星為數(shù)據(jù)源，基于SEBAL模型，計算得到了2019年廣西壯族自治區(qū)年尺度的蒸散發(fā)總量和逐日蒸散發(fā)量時空分布。計算結(jié)果表明，2019年廣西壯族自治區(qū)年蒸散發(fā)總量介于470～2 042 mm之間，空間分布上高蒸散發(fā)區(qū)與低蒸散發(fā)區(qū)相互鑲嵌，無明顯集中連片區(qū)域。與此同時，年蒸散發(fā)量基本呈正態(tài)分布的特征，年蒸散發(fā)量主要集中在1 000 mm附近，詳見圖2和圖3。

圖3 廣西2019年蒸散發(fā)量值統(tǒng)計分布

2.2.2 不同空間尺度遙感蒸散發(fā)量與試驗值關(guān)系分析

1）灌區(qū)尺度

基于ArcGIS軟件平臺，采用空間點位的數(shù)據(jù)提取方法，獲得各樣點灌區(qū)空間點位一致的多期遙感反演的日蒸散發(fā)量值，建立各樣點灌區(qū)試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量的相關(guān)關(guān)系圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各灌區(qū)遙感蒸散發(fā)量與試驗監(jiān)測值之間的相關(guān)系數(shù)在0.37～0.62之間，相關(guān)性較低。

圖4 樣點灌區(qū)實測凈灌溉用水量與遙感蒸散發(fā)量之間的關(guān)系

2）片區(qū)尺度

以桂中片區(qū)為例，分析桂中片區(qū)試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量的相關(guān)關(guān)系圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)桂中片區(qū)遙感蒸散發(fā)量與試驗監(jiān)測值之間的相關(guān)系數(shù)為0.854 6，桂中片試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量高度相關(guān)。

3）廣西區(qū)尺度

分析廣西區(qū)試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量的相關(guān)關(guān)系圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)廣西區(qū)遙感蒸散發(fā)量與試驗監(jiān)測值之間的相關(guān)系數(shù)為0.837 4，廣西區(qū)試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量高度相關(guān)。

2.2.3 遙感測算凈灌溉水量

基于廣西區(qū)年蒸散發(fā)量結(jié)果，結(jié)合廣西區(qū)和桂中片區(qū)2019年灌區(qū)種植結(jié)構(gòu)的空間分布，提取獲得廣西區(qū)和桂中片2019年種植結(jié)構(gòu)下灌區(qū)的總蒸散發(fā)量。計算得到廣西區(qū)和桂中片2019年種植結(jié)構(gòu)下灌區(qū)的總蒸散發(fā)量分別為852 322.61萬、93 297.37萬m3。

根據(jù)圖6和圖5中的相關(guān)關(guān)系式，計算得到2019年廣西區(qū)和桂中片區(qū)凈灌溉用水總量分別為86.01億、32.83億m3。

圖5 桂中片區(qū)實測凈灌溉用水量與遙感蒸散發(fā)量之間的關(guān)系

圖6 廣西區(qū)實測凈灌溉用水量與遙感蒸散發(fā)量之間的關(guān)系

2.3 遙感測算誤差分析

2019年廣西區(qū)實測的凈灌溉用水總量為85.61億m3，桂中片區(qū)實測的凈灌溉用水總量為32.79億m3。對比實測與遙感估算的結(jié)果，誤差均在0.5%以內(nèi)。說明在片區(qū)尺度和全廣西尺度，遙感測算的結(jié)果可信度較高。

3 討論

目前遙感蒸散發(fā)模型已經(jīng)大量用于區(qū)域蒸散發(fā)量提取，學(xué)者們主要運用SEBS模型[8-11]和SEBAL模型[4-5,12,15]對蒸散發(fā)量進行提取，結(jié)果證明SEBS模型和SEBAL模型均能夠較準(zhǔn)確地獲取地表蒸散發(fā)時空分布信息，但主要應(yīng)用于西北和東北地區(qū)，南方豐水地區(qū)應(yīng)用較少；遙感蒸散發(fā)模型少量開始用于灌溉水有效利用系數(shù)測算[14]，但尚處于嘗試階段，總體應(yīng)用度不高，南方豐水地區(qū)應(yīng)用更少。目前國內(nèi)外對遙感蒸散發(fā)模型用于凈灌溉水量估算的空間適用尺度尚沒有具體研究。

針對遙感蒸散發(fā)模型用于凈灌溉水量估算的空間適用尺度研究缺乏的問題，本文通過試驗觀測-遙感解譯等遙感技術(shù)計算出廣西不同空間尺度下的作物遙感蒸散發(fā)量，與試驗觀測灌溉水量建立相關(guān)關(guān)系，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小，提出誤差較小的空間尺度，從而建立了一套更準(zhǔn)確、快速、有效的最優(yōu)空間尺度下的區(qū)域凈灌溉水量估算方法。

該方法可為最嚴(yán)格水資源管理考核和農(nóng)業(yè)水資源科學(xué)管理提供科學(xué)支撐。但目前試驗及分析的樣本數(shù)量偏少，后續(xù)可繼續(xù)增加樣本數(shù)量，進行更系統(tǒng)、深入、全面研究。

4 結(jié)論

1）針對作物凈灌溉水量難以測算，受人為主觀影響大等突出問題，提出了基于遙感技術(shù)手段的農(nóng)業(yè)灌溉用水總量估算方法體系，并對其適用尺度進行了具體研究。

2）在廣西區(qū)尺度上，凈灌溉用水量和遙感蒸散發(fā)量之間存在明顯的線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.84，表明在廣西區(qū)尺度上，通過建立校正關(guān)系，可以實現(xiàn)利用遙感蒸散發(fā)量來推算凈灌溉用水量。

3）在片區(qū)尺度上，以桂中片為例，分析桂中片試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量的相關(guān)關(guān)系圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)為0.85，桂中片試驗監(jiān)測灌溉水深與同一時間遙感蒸散發(fā)量高度相關(guān)。表明在片區(qū)尺度上，通過建立校正關(guān)系，可以實現(xiàn)利用遙感蒸散發(fā)量來推算凈灌溉用水量。

4）在灌區(qū)尺度上，對桂林青獅潭灌區(qū)、防城港南蛇灌區(qū)、來賓樂業(yè)灌區(qū)和百色那音灌區(qū)的凈灌溉用水量和遙感蒸散發(fā)量進行了分析。各灌區(qū)相關(guān)系數(shù)在0.37～0.62之間，相關(guān)性較低。表明在灌區(qū)尺度上，相關(guān)關(guān)系整體偏低，不適宜采用遙感蒸散發(fā)量直接推算凈灌溉用水量。

5）對比廣西區(qū)和桂中片區(qū)實測凈灌溉水量與根據(jù)遙感蒸散發(fā)量估算結(jié)果，誤差均在0.5%以內(nèi)。表明在片區(qū)尺度和全廣西尺度，遙感估算的結(jié)果可信度較高，遙感蒸散發(fā)模型可以適用。

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Using Remote Sensing to Estimate Evapotranspiration from Terrestrial Ecosystems at Different Scales

MU Guiling1, 2, ZHENG Jiangli1, 2*, WANG Xinghan1, 2, MA Zhipeng1, 2, LIU Jin1, 2

(1. Pearl River Water Resources Research Institute, Pearl River Water Resources Commission, Guangzhou 510611, China;2. Key Laboratory of the Pearl River Estuary Regulation and Protection of Ministry of Water Resources, Guangzhou 510611, China)

【】Evapotranspiration is an important component in the hydrological cycle and provides a nexus between water, carbon and surface energy exchanges in terrestrial systems. It is difficult to measure in situ at large scales. Remote sensing can plug this gap and has seen rapid application over the past three decades. The purpose of this paper is to test the feasibility of remote sensing to estimate evapotranspiration at provincial and sub-provincial scales in Guangxi province of China.【】We established a model to calculate evapotranspiration using remote sensing data first and then compared it with ground-true data. It was then used to estimate the net irrigation water measured at different scales using a regression model. Based on the correlation coefficient between the measurements and estimations at different scales, we found the optimal scale for application of the model and established an accurate and effective method to estimate net irrigation water using remote sensing data.【】There is a linear correlation between net irrigation water and the remote sensing evapotranspiration at both provincial and sub-provincial scale, and the correlation coefficient was higher than 0.8. Comparison with measured results revealed that the errors of the evapotranspiration estimated using the remote sensing data was less than 0.5% at provincial and sub- provincial scales.【】At large scales, remote sensing provides a reliable alternative to estimate evapotranspiration and be used to help improve irrigation and agricultural managements.

remote sensing evapotranspiration; spatial scales; net irrigation water measurement; the strictest water management

1672 - 3317（2022）03 - 0026 - 07

S27

A

10.13522/j.cnki.ggps.2021267

穆貴玲, 鄭江麗, 王行漢, 等. 基于遙感蒸散發(fā)模型的凈灌溉水量測算空間尺度研究[J]. 灌溉排水學(xué)報, 2022, 41(3): 26-32.

MU Guiling, ZHENG Jiangli, WANG Xinghan, et al. Using Remote Sensing to Estimate Evapotranspiration from Terrestrial Ecosystems at Different Scales[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2022, 41(3): 26-32.

2021-06-22

廣西重點研發(fā)計劃項目（902229136010）；水利技術(shù)示范項目（SF201913）；貴州省水利廳科技專項經(jīng)費項目（KT201904）

穆貴玲（1989-），女，河南新鄉(xiāng)人。工程師，碩士，主要從事水資源高效利用與水生態(tài)環(huán)境研究。E-mail: mumudull2012@163.com

鄭江麗（1985-），女，湖北仙桃人。高級工程師，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)灌溉與水資源規(guī)劃研究。E-mail: 1307xiaoli@163.com

責(zé)任編輯：趙宇龍