高正旭[1]2004年在《实际地形下我国潜在太阳辐射的空间分布研究》文中提出太阳辐射是地球大气运动的最重要能源，它在地球上的时间和空间分布，制约着地球上气候系统的运动，也是地球气候形成和演变过程中重要的因子。我国地形复杂，下垫面条件多样，使得各地辐射条件相差悬殊，进而影响了我国气候的多样性和复杂性。因此，研究我国辐射分布的特征，对揭示我国气候形成、了解我国气候资源具有十分重要的理论意义和应用价值。 本研究试图在借鉴国内外已有的太阳辐射计算方法的基础上，利用全国的1：100万数字高程模型数据(GRID大小1km×1km)为数据源，以PCI Geomatica为计算平台，以全国多年的太阳辐射日观测数据进行模式验证，在晴天无云的理想条件下，根据太阳光线与实际地形间的几何关系，研究坡度、坡向等地形因子对太阳辐射的影响，探讨太阳辐射在复杂地表上的分配规律，力求寻找潜在太阳总辐射合理的计算方法，为研究太阳辐射时空分布特征和建立全国尺度的太阳辐射栅格气象数据库奠定基础，为大尺度上的生态学过程研究提供基础信息。
李军[2]2006年在《基于GIS的气候要素空间分布研究和中国植被净第一性生产力的计算》文中进行了进一步梳理气候要素不仅是人类生存和生产活动的重要环境条件,也是人类物质生产不可缺少的自然资源。在生态学、地学、资源科学和农学等多学科的研究中,气候要素数据都是重要的基础数据源。传统的气候观测基本上是小范围的观测,相当于以点形式对地球系统进行采样,虽然世界各国都建立了大量的气象站点,但是,由于成本的限制,观测采样点都是有限的。而且,受地理条件、维护条件等因素的限制,气象站点的布设很不均匀,发达地区的站点较密集,而在很多自然条件恶劣的地方,站点十分稀少甚至没有。因此,如何根据气象站点的空间分布以及不同气候要素的空间变化规律等情况得到空间化的气候要素数据是近年来生态学、资源科学和环境科学等研究的重要任务之一,也是现代生态学和全球变化科学迫切需要解决的问题之一。 气候要素数据是一种与地理分布密切相关的空间数据,由于GIS技术对空间数据的分析功能,大大提高了气候要素空间分布模拟的精度,减少以往估算过程中计算量大、计算烦琐等缺点,使得气候要素的空间分布研究从传统的定性和半定量发展到全面的定性、定量、定位相结合的综合研究方法。目前,已成为研究气候要素空间分布的重要手段之一。我国地域辽阔、地形地貌十分复杂,地面气象站点分布密度远远低于许多发达国家,在不同空间区域的尺度上,利用GIS技术、有限的地面观测资料以及不同气候要素的空间分布规律等获得较高精度的空间化气候要素数据,可以为不同区域尺度上的生态学、地学、农学、资源与环境学科等方面的研究提供空间化的基础数据平台,为决策部门和生产部门提供重要的基础信息。
叶晗, 王惠林, 刘勇[3]2004年在《基于DEM的山区入射潜在太阳辐射模拟》文中进行了进一步梳理太阳辐射是地球上最基本、最重要的能源。在实际情况下,由于地面的起伏变化(如坡度、坡向),造成地面接受太阳光的状况存在很大差异,太阳辐射在地面还存在一个重新分配的过程,从而形成复杂的太阳辐射空间分布,造成局部的小气候特征的差异。根据国内、外山地太阳辐射研究进展,研究利用ARC/INFOAML开发出山地入射潜在太阳辐射模型,实现对地面所获得太阳辐射量的数值模拟。
王林林[4]2007年在《基于DEM的山东省茶树优生区气候因子模拟》文中进行了进一步梳理本文选择山东省茶树优生区-日照市作为试验样区,以1: 5万DEM和气象站点常规观测资料为基础数据,辅以地理信息系统(GIS)技术对研究区内气候因子(太阳辐射、温度、风速)的空间分布进行了模拟研究并以茶树种植适宜性评价为例进行了应用试验。由于DEM是对地表形态的叁维立体描述,本身就具有地理位置和海拔高度等气候资源模拟的基本信息,同时能够方便的提取坡度、坡向、地形遮蔽等地形因子,而且其空间分辨率较高(1: 5万的地面分辨率为25米),因此使得气候资源模拟的实现更加方便,而且模拟的结果更加精确、细致。本文基于DEM构建太阳辐射模拟所需的多项地形要素(坡度、坡向、遮蔽度等),辅以地理信息系统(GIS )多层面复合分析方法,逐栅格的计算了研究区太阳天文辐射、直接辐射和散射辐射,并分析了其时空分布规律。地表气温分布受多种因素的影响,尤以海拔高度和地形最为显着。本文利用1: 5万DEM数据,借助日照市及其周边气象站点1970-2000年的常规气温资料,运用ARC/INFO软件对气温数据进行样条函数法内插后,又通过气温直减率法和辐射差值与温度的相关关系对内插结果进行订正,得到日照市实际地形下的地表温度空间分布图。模拟的结果具有较高的精度。反映了日照市气温的空间变化规律。起伏地形下的风速空间变化受多种地形因素的影响,以往利用DEM对风速空间分布的模拟一般是在内插基础上进行高程订正,不能反映迎风坡和背风坡的风速差别。本文利用山东日照1: 5万DEM数据,借助研究区及周边6个气象台站1970-2000年的冬季月平均风速资料,在分析确定冬季主风向的前提下,使用ARC/INFO软件,综合考虑海拔高度、坡度、坡向和坡位等地形要素对风速的影响,通过编写AML程序,实现了起伏地形条件下风速空间分布更真实的模拟,为日照市茶树适生环境评价提供了重要的冬季风空间分布基础资料。运用模拟所得到的各气候要素的空间分布,结合同比例尺下的土壤PH值、土壤质地和坡度等数据,建立了试验样区茶树种植适宜性评价因子数据库,并依据一定的指标进行打分与分级,从而获得区域优生茶树的空间分布图,最后与已有成果进行对比得知评价结果较为合理。本研究对气候因子模拟的结果,提供太阳直接辐射、散射辐射、温度以及风速等的区域分布详图,而且可以进行专题分析,具有很强的实用性。在地形复杂地区气候资源调查、农业区划,精细农业以及生态环境建设等方面都可提供重要的资源依据。既可以节省大量的野外考察工作,又可以提高工作效率和质量。
武永利, 张洪涛, 田国珍, 赵永强[5]2009年在《复杂地形下山西高原太阳潜在总辐射时空分布特征》文中进行了进一步梳理针对太阳辐射在不同区域及地形地貌条件下的差异,借鉴国内外太阳辐射最新研究成果,考虑地形和大气衰减因子及各种可能的影响因子,基于数字高程模型提取坡度、坡向以及地形遮蔽因子,建立了山西高原太阳潜在总辐射计算模型,进而利用纵跨山西南北的3个辐射观测站的5年逐日太阳总辐射晴空观测资料对模型计算结果进行了检验分析,检验结果表明模型适用可行。利用该模型计算分析了山西高原太阳潜在总辐射的时空变化以及地形因子影响下的变化特征,可望为区域小气候变化以及区域植被、农作物所应用的小气候指标提供重要的基础条件。
史岚[6]2003年在《基于GIS的重庆市太阳辐射资源的空间扩展研究》文中研究表明本文利用重庆及其周边地区的日射站和常规气象站水平面观测资料，建立不同时空尺度的太阳辐射估算模型；依据坡地直接辐射和散射辐射机理，以地理信息系统为数据处理平台，建立起伏地形下太阳辐射分布式估算模型；根据重庆1：25万DEM数据，对重庆实际复杂地形下太阳直接辐射和散射辐射进行了数值模拟，为起伏地形下辐射估算及其他地表气象要素的空间扩展提供有益的尝试。本文主要完成了以下几方面工作：1．大气辐射过程模拟 通过晴空指数、直接透射率等综合描述大气对太阳辐射影响的参数，采用重庆市及其周边地区1957-2000年日射站观测的月辐射资料和常规月气象观测资料，利用数据集群技术，建立了不同时空尺度的太阳辐射估算模式；使用Kriging插值法，完成了重庆市气候平均状况下各月晴空指数、直接透射率的空间制图。2．起伏地形下太阳辐射分布式模型研究 根据太阳光线与实际地形之间的几何关系，建立了起伏地形下天文辐射、可照时间的分布式估算模式；依据坡地直接辐射和散射辐射机理，分别建立了起伏地形下直接辐射、散射辐射的分布式估算模式；建立的分布式模式计算结果可靠，可进行大数据量处理，适用于遥感图像处理、地理信息系统等数据处理平台。3．太阳辐射空间分布研究 利用DEM数据，完成了重庆市100m×100m各月天文辐射和可照时间的空间制图；结合晴空指数、直接透射率的模拟结果，分别完成了气候平均状况下重庆市100m×100m的起伏地形下各月太阳直接辐射、散射辐射空间制图。
史同广[7]2007年在《基于GIS的山东茶园土地评价技术方法研究》文中研究指明近10几年来,GTS技术日益广泛地用于土地评价研究中,使得土地评价工作更精确和合理。但是,以GIS作为支撑技术,土地评价中仍然存在评价影响因子空间分布的模拟精度问题。本文研究的重点是基于DEM的气候因子空间分布模拟技术方法,以及GIS与数学模型相结合的土地适宜性评价方法。具体内容如下:1.分析了当前土地适宜性评价技术方法上的现状,总结了技术方法方面的成就以及存在的问题,指出当前研究存在的主要问题是如何提高评价因子空间分布的模拟精度问题。2.本文选择了茶园发展比较好,丘陵地貌类型为主的典型研究区。通过典型区茶树生长生物地学特点的分析研究,建立了北方茶园土地适宜性评价的指标体系。3.针对典型研究区茶园土地适宜性评价所需要限制性因素的空间数据,进行了数据的准备和相关的数据处理,建立了专题地图数据库和DEM。4.阐述了基于DEM进行太阳辐射空间分布模拟的原理和技术流程,以及软件实现的途径。并对研究区年直接辐射、山地散射辐射分布的模拟结果进行地形分布规律分析。5.提出在丘陵地区复杂地形条件下,气象站温度数据内插与高度订正后,再进行辐射订正处理的技术方法。6.分析了北方茶树冻害与风场的关系,论述了复杂地形下风速变化的基本模式,给出了气流通过山坡地时的流线剖面图,基于DEM窗口分析技术,分析了地形动力作用下不同地形部位的风速差异。7.在对各参评因子进行模拟和分级的基础上,运用GIS和模糊数学模型相结合评价方法,对典型研究区茶树土地适宜性进行评价,对山东全省茶树适生环境进行区划。本文主要创新点有以下几个方面:第一、建立了北方茶树土地适宜性评价指标体系。第二、采用高分辨率DEM模拟气候因子。第叁、提出在丘陵地区复杂地形条件下,温度数据内插与高度订正后,再进行辐射订正处理的技术方法。第叁、论述了复杂地形下风速变化的基本模式,分析了地形动力作用下不同地形部位的风速差异。提出了在GIS软件支持下,基于DEM窗口分析技术订正的算法,并采用AML语言编程实现。第五、采用GIS与数学模型相结合的评价方法,使土地评价在技术方法上有所提高。
武永利, 张洪涛, 田国珍, 赵永强[8]2008年在《复杂地形下山西高原太阳潜在总辐射时空分布特征分析》文中提出针对太阳辐射在不同区域及地形地貌条件下的差异,借鉴国内外太阳辐射最新研究成果,考虑地形和大气衰减因子及各种可能的影响因子,基于数字高程模型提取坡度、坡向以及地形遮蔽因子,建立了山西高原太阳潜在总辐射计算模型,进而利用纵跨山西南北的3个辐射观测站的5年逐日太阳总辐射晴空观测资料对模型计算结果进行了检验分析,检验结果表明模型适用可行。利用该模型计算分析了山西高原太阳潜在总辐射的时空变化以及地形因子影响下的变化特征,可望为区域小气候变化以及区域植被、农作物所应用的小气候指标提供重要的基础条件。
彭冬梅, 陈鹏翔, 张旭[9]2019年在《基于卫星遥感的新疆地表太阳总辐射估算》文中进行了进一步梳理为了实现地表太阳总辐射合理的精细化模拟,本文尝试将天文辐射分布式理论模型和总辐射气候学经验模型相结合,引入重采样后的FY-2G卫星遥感总云量资料,建立了基于卫星遥感数据的地表太阳总辐射估算模型,并以气象站点稀疏的新疆为例,完成年、季地表太阳总辐射的精细化空间模拟,同时对模拟结果进行分析和检验。结果表明:(1)新疆区域年天文辐射量由南向北递减,大致以天山为界,天山以南区域的年天文辐射量高于10 000 MJ·m~(-2),天山以北低于9750 MJ·m~(-2),叁大山脉对天文辐射的影响非常明显;(2)基于条带状重采样后的FY-2G总云量建立的日照百分率模型,其模拟的新疆区域平均绝对误差14.4%,且空间分布更加客观;(3)新疆"单站单月式"地表太阳总辐射气候学估算模型中,相关系数在夏半年较高,冬半年略有下降,且a、b系数的互补关系较为稳定;(4)从地表太阳总辐射检验结果来看,全区地表太阳总辐射的均方根误差年平均3.08 MJ·m~(-2),模拟结果夏半年好于冬半年,南疆好于北疆,其中乌鲁木齐误差最大;(5)新疆年地表太阳总辐射整体表现为由西北向东南逐渐增加的空间分布,南疆盆地的总辐射量高于北疆盆地,天山山区西部为低值中心,而春、夏季总辐射由西向东呈经向分布,秋、冬季则呈纬向分布。
曹芸[10]2011年在《日照时数3S集成模型研究》文中研究说明本文在以往研究的基础上,综合考虑地面因素和天空因素对日照时数空间分布的影响,建立了日照时数3S集成模型。利用我国1km×1kmDEM数据,2001-2003年MODIS云量产品以及2001-2003年气象站云量、日照百分率和日照时数的观测资料,实现了我国日照时数的空间化模拟,并绘制出2001-2003年1km×1km分辨率日照时数年平均和月平均日总量空间分布图。本文主要完成了以下几方面的工作：(1)以气象站总云量观测资料为基准,提出差值订正、比值订正、差值混合订正、比值混合订正和归一化混合订正5种MODIS云量产品订正方法,完成了对2001-2003年MODIS云量数字产品(MOD06)的订正。并以此为基础,相应建立了5种低云量计算模型,计算获得2001-2003年5km×5km低云量栅格影像数据。通过性能评估,5种MODIS云量订正方法均行之有效,其中,比值订正为最优订正方法。订正后的MODIS云量与气象站总云量在空间分布特征和数值上都非常吻合,经加密站验证,总云量各月绝对误差平均值均小于5%。同样地,经验证低云量比值计算模型在空间维和时间维也具有良好的稳定性和可靠性。(2)根据云量与日照百分率良好的线性关系,引入卫星遥感资料,综合考虑总云量和低云量对日照百分率的影响,建立了日照百分率遥感估算模型,实现了2001-2003年5km×5km我国日照百分率的空间化模拟。日照百分率模拟年平均绝对误差在5%左右,年平均相对误差约为10%。从空间分布图上看,模型的模拟结果与气象站日照百分率的总体趋势非常一致。从局部图上看,较之地面观测,日照百分率的模拟结果表现得更为细致、清晰,体现了卫星观测的优势。(3)以DEM数据反映地面因素,以MODIS云量反映天空因素,建立了日照时数3S集成模型,完成了2001-2003年1km×1km分辨率下我国日照时数的空间制图。模型的模拟月平均绝对误差为0.15-0.16小时,月平均相对误差为2.34%-4.64%,经加密站验证,日照时数3S集成模型具有良好的时间维和空间维模拟能力,模拟结果很好地反映了宏观分布趋势和局地分布特征。本文的创新工作：(1)基于地面观测资料MODIS云量产品订正方法充分发挥了卫星观测的优势,弥补了地面气象站在大范围、时空连续观测上的不足,为利用地面观测资料订正相关卫星数字产品提供了借鉴方法,对高原、荒漠、山地等地面测站稀缺地区的相关研究具有重要意义。(2)建立的日照时数3S集成模型,借助GIS/RS技术,将基础地理数据、卫星遥感资料和气象站观测资料有机集成,以DEM数据解决地面的不均匀性,以卫星遥感资料解决天空的不均匀性,实现日照时数的空间化,为其他气象要素的空间化研究提供参考,具一定的推广价值。
参考文献：
[1]. 实际地形下我国潜在太阳辐射的空间分布研究[D]. 高正旭. 南京气象学院. 2004
[2]. 基于GIS的气候要素空间分布研究和中国植被净第一性生产力的计算[D]. 李军. 浙江大学. 2006
[3]. 基于DEM的山区入射潜在太阳辐射模拟[J]. 叶晗, 王惠林, 刘勇. 遥感技术与应用. 2004
[4]. 基于DEM的山东省茶树优生区气候因子模拟[D]. 王林林. 山东师范大学. 2007
[5]. 复杂地形下山西高原太阳潜在总辐射时空分布特征[J]. 武永利, 张洪涛, 田国珍, 赵永强. 气象. 2009
[6]. 基于GIS的重庆市太阳辐射资源的空间扩展研究[D]. 史岚. 南京气象学院. 2003
[7]. 基于GIS的山东茶园土地评价技术方法研究[D]. 史同广. 解放军信息工程大学. 2007
[8]. 复杂地形下山西高原太阳潜在总辐射时空分布特征分析[C]. 武永利, 张洪涛, 田国珍, 赵永强. 中国气象学会2008年年会气候资源应用研究分会场论文集. 2008
[9]. 基于卫星遥感的新疆地表太阳总辐射估算[J]. 彭冬梅, 陈鹏翔, 张旭. 干旱气象. 2019
[10]. 日照时数3S集成模型研究[D]. 曹芸. 南京信息工程大学. 2011