资源科学 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (10): 2035-2046.doi: 10.18402/resci.2020.10.19
• 实证与应用 • 上一篇
收稿日期:
2020-05-06
修回日期:
2020-08-11
出版日期:
2020-10-25
发布日期:
2020-12-25
通讯作者:
田静
作者简介:
何韶阳,女,河南新乡人,硕士生,研究方向为遥感水文和水足迹。E-mail: 基金资助:
HE Shaoyang1,2(), TIAN Jing1(
), ZHANG Yongqiang1
Received:
2020-05-06
Revised:
2020-08-11
Online:
2020-10-25
Published:
2020-12-25
Contact:
TIAN Jing
摘要:
华北平原是中国重要的农业主产区,同时也是世界上水资源短缺最为严峻的地区之一。地表蒸散发(ET)是水资源消耗的最大项,因此获取准确的ET数据是华北平原水资源管理的重要基础。本文对全球3种高分辨率ET产品在华北地区进行精度验证和时空对比,以期为选择更适用于华北平原的高分辨率ET数据提供参考信息,更好地为水资源的研究和管理服务。通过与涡动相关测量数据对比,研究显示PML_V2产品在华北地区精度最高,其次是SSEBop_V4,最后是MOD16A2,相关系数分别为0.81、0.74和0.52;均方根误差分别为0.87、1.52和1.44 mm/d,PML_V2与站点观测值的波动趋势一致性最高。3种产品在小麦生长季的估算值与观测值的相关性均高于玉米生长季,SSEBop_V4和PML_V2估算值分别在小麦季和玉米季与观测值具有最高的相关性。通过3种产品相互之间的对比,结果发现PML_V2和SSEBop_V4在空间分布上较一致,相关系数最高,为0.76;MOD16A2的空间分布与其他2个产品差异较大;三者的最大差异出现在耕地区。从2003—2018年的变化趋势上,MOD16A2在3种土地利用类型下明显呈增加趋势,而SSEBop_V4和PML_V2无明显变化。该研究结果有助于评估每种产品的质量和不确定性,以改进ET算法和产品质量。
何韶阳, 田静, 张永强. 三种高分辨率地表蒸散发产品在华北地区的验证与对比[J]. 资源科学, 2020, 42(10): 2035-2046.
HE Shaoyang, TIAN Jing, ZHANG Yongqiang. Verification and comparison of three high-resolution surface evapotranspiration products in North China[J]. Resources Science, 2020, 42(10): 2035-2046.
表2
华北平原地区5个通量观测站情况"
站点名称 | 站点简称 | 所在县(区、市) | 经度/°E | 纬度/°N | 海拔/m | 观测时间 |
---|---|---|---|---|---|---|
大兴站 | DX | 北京市大兴区 | 116.43 | 39.62 | 20 | 2008年1月1日—2010年12月27日 |
密云站 | MY | 北京市密云区 | 117.32 | 40.63 | 350 | 2008年1月1日—2010年12月29日 |
怀来站 | HL | 河北省怀来县 | 115.79 | 40.35 | 480 | 2013年1月1日—2017年12月31日 |
馆陶站 | GT | 河北省馆陶县 | 115.13 | 36.52 | 30 | 2008年1月1日—2010年12月31日 |
禹城站 | YC | 山东省禹城市 | 116.57 | 36.82 | 28 | 2008年1月1日—2010年12月31日 |
表4
日均ET估测值在5个通量观测站的精度验证"
站点 名称 | PML_V2 | MOD16A2 | SSEBop_V4 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
R | RMSE/(mm/d) | Bias/% | R | RMSE/(mm/d) | Bias/% | R | RMSE/(mm/d) | Bias/% | |
大兴站 | 0.80 | 1.08 | -24.22 | 0.51 | 1.92 | -57.71 | 0.73 | 1.19 | -8.15 |
馆陶站 | 0.91 | 0.61 | 12.08 | 0.56 | 1.24 | -33.04 | 0.90 | 1.14 | 26.21 |
怀来站 | 0.80 | 0.91 | 0.68 | 0.55 | 1.29 | -14.45 | 0.75 | 2.27 | 114.76 |
密云站 | 0.95 | 0.49 | -12.32 | 0.90 | 0.81 | -24.81 | 0.88 | 0.77 | -0.01 |
禹城站 | 0.77 | 0.98 | -5.50 | 0.20 | 3.40 | -65.87 | 0.83 | 1.29 | 29.55 |
表6
不同土地类型ET产品在R和RMSE分组下的面积比"
蒸散发产品 | 土地类型 | R | RMSE | ||
---|---|---|---|---|---|
>0.8的占比/% | <0.6的占比/% | >8 mm/8 d的占比/% | <6 mm/8 d的占比/% | ||
PML_V2-SSEBop_V4 | 耕地 | 48.41 | 10.39 | 0.83 | 66.92 |
林地 | 90.11 | 0.14 | 0.003 | 97.72 | |
草地 | 42.51 | 7.25 | 0.13 | 82.08 | |
研究区 | 46.04 | 10.45 | 1.01 | 69.78 | |
SSEBop_V4-MOD16A2 | 耕地 | 14.91 | 42.43 | 78.23 | 1.78 |
林地 | 14.95 | 4.87 | 44.37 | 0.32 | |
草地 | 5.02 | 52.92 | 50.63 | 0.63 | |
研究区 | 11.71 | 43.66 | 69.00 | 1.47 | |
PML_V2-MOD16A2 | 耕地 | 32.63 | 32.37 | 50.25 | 6.49 |
林地 | 21.42 | 3.89 | 0.03 | 87.37 | |
草地 | 8.69 | 52.15 | 1.34 | 74.93 | |
研究区 | 24.36 | 36.50 | 34.27 | 24.61 |
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