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2014年 第50卷 第5期 刊出日期：2014-09-20

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基于连续空间频率的遥感成像辐射响应模型及其几何相关性研究

赵世湖,唐新明,尹丹,郝胜勇,窦显辉,胡沅

2014, 50(5):  895-903. 

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从光学遥感成像机理出发, 突破MTF (系统传递函数)和SNR (信噪比)模型在影像辐射质量评价中的局限性, 将影像频谱、MTF和SNR有机结合, 提出具有明确物理意义的, 基于连续空间频率的辐射响应模型SFRR以及截止空间频率处的SFRR指标。该模型一方面能有效降低综合辐射响应模型对复杂地物光谱、反射率等实测参量的依赖, 另一方面为研究辐射响应与几何质量的相关性提供了理论基础。利用资源三号前视和后视卫星影像及其MTF退化与噪声仿真影像, 进行SFRR模型及特征点像方几何定位精度相关性分析, 验证SFRR模型及其与遥感影像几何质量的定量关系。研究成果可以作为航空航天光学遥感传感器系统设计、遥感影像处理和应用的重要依据与基础保障, 对微波、激光雷达等遥感影像质量评价也有一定的借鉴意义。

氮添加对4种森林类型林下植物多样性的影响

胡钧宇,朱剑霄,周璋,李鹏,崔?,唐志尧,方精云

2014, 50(5):  904-910. 

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为研究氮沉降对林下植物多样性的影响, 选取4种中国东部典型的森林类型(热带山地雨林原始林及次生林、亚热带常绿阔叶林、温带针阔混交林和寒温带针叶林), 调查林下植物多样性在氮添加处理1年后的变化。结果表明: 氮添加显著降低热带山地雨林原始林和次生林林下物种丰富度, 且下降幅度随氮添加浓度的上升而增加(p < 0.05), 同时氮添加也降低温带针阔混交林高氮样方的物种丰富度, 但低浓度氮添加却增加林下物种丰富度(p < 0.05)。 另外, 在亚热带常绿阔叶林和寒温带针叶林(高氮样方除外), 氮添加增加林下物种多样性, 但变化不显著。Shannon-Wiener指数也显示相似的变化趋势。这些结果表明, 1年的施氮处理对森林生态系统林下物种多样性有显著的影响, 而不同处理水平在不同森林类型下的影响是不同的。这与以往的研究结果并不完全相同。

内蒙古西乌旗地区二叠纪双峰式火山岩的年代学、地球化学特征和地质意义

陈彦,张志诚,李可,罗志文,汤文豪,李秋根

2014, 50(5):  843-858. 

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为了加深对中亚造山带东段晚古生代构造背景的认识, 选取内蒙古西乌旗地区二叠纪火山岩进行年代学和地球化学研究。分别利用X光荧光光谱(XRF)、SHRIMP锆石U-Pb测年、ICP-MS和ISOPROBE-T方法测定研究区火山岩的主量元素含量、年龄、微量元素和稀土元素含量及Sr-Nd同位素。结果表明, 这套火山岩的SiO₂含量集中分布在53.54%~54.71%和72.61%~80.81%两个区间, 分别属于玄武安山岩和流纹岩, 构成双峰式火山岩组合。流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为279 ± 4.3 Ma, 说明它喷发于早二叠世。玄武安山岩轻稀土略富集而重稀土略亏损, (La/Yb)_N为2.06~2.34, 有轻微的Eu负异常, 富集大离子亲石元素和高场强元素, Nb, Ta和Sr有明显的负异常, 推断其来源于深部非原始地幔, 很大程度上受地壳成分的混染。流纹岩亦略富集轻稀土, 略亏损重稀土, (La/Yb)_N为1.70~3.81, 有很强的Eu负异常, Sr, P和Ti相对强烈亏损, Nb和Ta轻度亏损, K, Zr和Hf相对富集, 具有较高的正ε_Nd(t)值(+3.98~+5.62)和年轻的模式年龄T_DM(490~690 Ma), 具有A型花岗岩的特征, 推断其为新生陆壳来源。综合地球化学特征、区域地质特征和前人研究资料, 这套双峰式火山岩具有板内成因特征, 形成于碰撞后的伸展环境。

库车坳陷依南-吐孜地区阿合组砂岩构造裂缝评价

鞠玮,侯贵廷,黄少英,任康绪

2014, 50(5):  859-866. 

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以测井资料为基础, 计算构造裂缝孔隙度; 然后根据构造裂缝发育会导致岩石强度降低的基本理论, 定量描述岩石杨氏模量的变化对构造裂缝发育情况的影响, 提出基于构造裂缝孔隙度和岩石杨氏模量两个参数所构建的“裂缝评价指标( f )”, 并划分构造裂缝发育的级别, 对库车坳陷依南-吐孜地区下侏罗统阿合组低孔低渗砂岩构造裂缝的发育程度进行评价。结果表明: 在平面上, 依南-吐孜地区下侏罗统阿合组砂岩构造裂缝在依南2井地区构造裂缝级别相对较高, 构造裂缝较为发育; 在垂向上, 阿合组上部砂砾岩夹泥岩段构造裂缝的发育级别相对较高, 构造裂缝较为发育。

关于各向异性倾斜地层AVO特征提取的方法改进

李雪

2014, 50(5):  867-872. 

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推导中间界面为倾斜界面时, 上覆层为均匀各向同性介质、下伏层为横向各向同性介质(HTI介质)的双层模型中倾斜界面处地震波入射角与炮检距的关系。基于Ruger提出的存在水平界面时均匀各向同性介质下面存在横向各向同性介质(HTI介质)的反射系数表达式, 反演地层的弹性参数。通过将反演结果与前人结果进行对比, 检验了新方法的正确性以及算法的优越性。

城市出租车客流网络结构复杂性特征研究

刘岳峰,司若辰,康葳

2014, 50(5):  873-879. 

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基于轨迹数据的提取与分析, 采用复杂网络理论, 开展城市出租车客流网络结构(包括拓扑结构、权重结构和空间结构)复杂性特征研究。结果显示, 出租车客流距离长度符合对数正态分布, 节点度、流量强度、距离强度的分布呈现具有“截断”特征的幂律分布, 边权亦呈现良好的幂律分布。节点的度-流量强度相关性、度-距离强度相关性呈现幂律关系。节点之间流量强度呈现微弱的正相关。研究结果反映了出租车客流网络拓扑、权重、空间结构的整体特征以及三者之间的相互关系, 有助于揭示城市空间特征、功能特征与人群移动特征之间的相互作用机制与规律。

距离约束在出租车客流网络结构中的作用研究

焦龙,刘岳峰,司若辰

2014, 50(5):  880-886. 

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基于轨迹数据的提取与分析, 发现出租车客流存在距离约束。建立包含距离约束的流量演化模型, 生成模拟网络, 并对不同约束参数下的网络结构进行比较分析, 分析结果显示: 距离约束导致网络的度分布、流量强度分布、距离强度分布等产生“截断”现象, 并且约束距离越小, “截断”现象越明显。随着约束距离的减小, 边权分布的衰减速度变慢。度-流量强度相关性、度-距离强度相关性整体呈现幂律相关, 并且随着约束距离的减小, 幂指数逐步增大。随着约束距离的减小, 节点之间流量强度从微弱的负相关逐步转为微弱的正相关。研究结果有助于揭示人群移动的距离依赖性对出租车客流网络结构的影响规律。

基于LMDI的粮食生产因素分解模型及实证分析---以河南省为例

刘玉,潘瑜春,任旭红,唐秀美

2014, 50(5):  887-894. 

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为了揭示河南省省级、地级市和县域尺度粮食产量变动的因素贡献, 运用对数平均迪氏分解模型开展1980-2010年间粮食产量变动的因素分解研究。结果表明: 1) 在省域尺度上, 河南省粮食产量增加5437.1万 t, 耕地面积、复种指数、粮作比例和粮食单产的贡献分别为-175.4万、1165.7万、-573.4万和2871.6万t; 2) 从地级市看, 粮食单产效应和复种指数效应全部为正值, 耕地面积效应和粮作比例效应基本为负值, 地级市间各分解因素效应的差异显著; 3) 县域粮食生产“东高西低”的分异格局明显, 4个因素贡献的县域差异显著, 粮食单产效应叠加上复种指数效应促使豫东多数县域粮食总产量的显著增加。防止耕地快速“非农化”与非粮化以稳定耕地面积和粮食作物面积比例, 同时实施高标准基本农田建设工程和粮食生产要素投入优化策略, 是提升河南省粮食产量的重要途径。

养分添加对青藏高原高寒草甸丛枝菌根真菌的影响

黄园园,OLBRECHT Luise,杨晓霞,贺金生

2014, 50(5):  911-918. 

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基于海北站的养分添加实验平台探讨养分输入对青藏高原高寒草甸丛枝菌根真菌(AMF)的影响。实验处理包括: 1) 对照; 2) 10 gN/(m²•a)的氮添加; 3) 5 gP/(m²•a)的磷添加; 4) 10 gK/(m²•a)的钾添加。利用醋酸墨水染色法定量分析各处理下植物根系的AMF侵染率。结果表明, 氮添加使总的AMF侵染率显著减少27%, 但对AMF的丛枝丰度和囊泡多度无显著影响; 磷添加和钾添加对AMF均无显著影响, 但是磷添加使AMF侵染率有降低趋势。可以得到, 不同养分添加对高寒草甸植物与AMF的共生关系具有不同影响, 由此可能会引起物种组成等一系列的变化, 影响生态系统结构和功能, 因此在评估养分添加效应时应该考虑其对AMF的影响。

内蒙古草地放牧强度遥感估测

谢芮,吴秀芹

2014, 50(5):  919-924. 

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以内蒙古草地为研究区, 应用MODIS-NDVI数据, 结合地面野外调查以及统计数据, 建立载蓄量估算模型, 并对2012年放牧强度进行估测。结果表明: 草地的载畜量和相邻两旬的NDVI差值显著正相关。通过两个旬度的NDVI差值与载畜量之间的回归分析, 建立载蓄量估算模型为: Y = 4.203(X_i - X_j) + 956.572; 内蒙古各草地类型的放牧强度都呈现自西向东逐渐减少的趋势, 放牧强度表现为草甸草原<典型草原<荒漠草原。利用遥感影像得到的放牧强度估测结果, 经过地面的野外实验数据验证, 精度可达70.7%。

基于迫切-适宜度的农村居民点整治时空配置研究

曲衍波,贾莎,商冉,姜广辉,高宇

2014, 50(5):  925-934. 

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按照农村居民点整治的时空维度特征, 以实现农村居民点整治的多目标性为导向, 将不同目标实现的影响因素归类为整治迫切性和适宜性两方面, 利用迫切?适宜度综合评价与互斥性组合矩阵, 列举农村居民点整治的目标差异化时序安排, 构建多目标导向的农村居民点整治空间组织与配置格局。使用该方法, 将北京市平谷区农村居民点整治的时间迫切性划分为高度、中度、低度和不迫切4个等级, 村庄数量比例分别为12.73%, 28.36%, 24.73% 和34.18%, 空间上表现出迫切性等级由高到低的圈层结构特征; 农村居民点整治的空间适宜性划分为高度、中度、低度和不适宜4个等级, 村庄数量比例分别为11.27%, 33.09%, 36.73%和18.91%, 具有明显的空间组团式分布特点; 综合迫切?适宜性等级结果, 形成农村居民点优先整治区、重点整治区、适度整治和限制整治区的时空配置格局, 并提出不同分区农村居民点整治的目标导向和保障措施。

农户环保合作的演化博弈分析

李丽丽,胡璇,杨顺顺,栾胜基

2014, 50(5):  935-941. 

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通过演化博弈理论分析农户环保博弈系统的演化过程与均衡状态, 首先建立复制者动态方程, 分析系统的演化稳定性; 然后讨论影响系统的随机因素, 在此基础上建立随机演化博弈模型, 分析系统的随机演化动态和随机稳定性。结果表明, 环保合作能否成为系统演化的结果, 取决于两方面: 1) 农户在考虑环保行为的成本、收益以及农户认为环保行为的正外部性给自身造成的损失后, 所得到的净收益; 2) 博弈过程的惯例。因此要促进制度向农户环保合作制度演进, 可以采取选择性激励措施, 增加采取环保行为农户的收益, 选择性激励措施的供给者承担制度变迁的主要成本; 同时建立行为重复机制, 使有记忆的博弈中环保合作成为唯一惯例, 行为重复机制的提供者承担制度变迁的主要成本。

近30年中国东部气温对土地覆被变化的敏感性

冯瑶,李琰,赵昕奕,刘文军

2014, 50(5):  942-950. 

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利用1979?2010年中国东部295个气象站点近30年逐年各月的月平均气温数据, 分析气象站站点周围3 km土地覆被变化和相应气温变化, 研究中国东部地表土地覆被变化对站点气温变化的影响。结果表明: 近30年研究区域内草地锐减, 城市剧烈扩张, 林地显著增加; 站点气温年平均变化率在-0.2~0.9℃/10a之间, 区域气温年平均变化率为0.38℃/10a; 不同土地覆被上的气象站点气温变化率明显不同, 按城市、农田、草地、林地的顺序依次减小; 区域气温变化是多种覆被共同作用的结果; 土地覆被变化并非局地气温上升的唯一原因, 却深刻地影响着局地年气温变化率。

中国大陆市域人类活动净氮输入量(NANI)评估

高伟,郭怀成,后希康

2014, 50(5):  951-959. 

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基于NANI模型, 采用中国大陆358个地区级市行政单元的统计数据和本土参数, 核算中国大陆市域尺度的人类活动净氮输入量(NANI)。结果表明: 2010年中国大陆地区NANI总量达到45.15 Tg, 折合单位面积输入强度为4716 kg/km², 是全球平均水平的3倍; 在氮源结构上, 氮肥施用是最大的输入源, 占输入总量的65.0%, 其他依次为食品/饲料净输入(21.4%)、大气沉降(7.3%)和作物固氮(6.5%); 在空间分布上, 市域单元的NANI分布呈现明显区域化特征, 耕地或人口集中的地区NANI强度偏高; 与省域尺度数据对比发现, 市域数据在识别重点控制区域上具有明显优势, 市域尺度数据能够以更小的区域控制面积实现更大的氮源输入控制量。

离子印迹聚合物的合成及其在碳酸铀酰铵溶液中的吸附性能

张红娟,陈庆德,沈兴海

2014, 50(5):  960-964. 

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以铀酰离子(UO₂²⁺)为模板, 与功能单体甲基丙烯酸-(1,3-二苯基-1,3-二羰基)-2-丙酯(DBM-MAA)、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)在致孔剂1,4-二氧六环中进行聚合后, 用50 mmol/L的HCl溶液洗脱模板UO₂²⁺, 制得可用于特异性吸附UO₂²⁺的离子印迹聚合物(IIP)。当UO₂²⁺与DBM-MAA为1:3时合成的IIP吸附效果最好。此IIP能从碳酸铀酰铵溶液中竞争吸附UO₂²⁺, 最大吸附容量为9.4 mg U/g。此IIP能从含有Li⁺, Na⁺, K⁺和Rb⁺等金属离子的溶液中选择性吸附UO₂²⁺。

氨基二氧化硅固定化纤维素酶及其特性

张博雅,杨婷,胡瑕,张剑波

2014, 50(5):  965-968. 

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以氨基化二氧化硅为载体, 戊二醛为交联剂, 采用共价交联法制备固定化纤维素酶, 最佳条件为交联剂浓度4% (体积比), 交联时间60分钟, 给酶量35 U/g载体, 固定化反应时间5小时。所得固定化酶对pH和温度的敏感性降低, 时间稳定性和热稳定性均优于游离酶。热动力学研究表明, 固定酶的失活活化能(Ed)、失活焓(ΔH^*)和失活自由能(ΔG^*)均高于自由酶, 固定化减小酶失活反应速率, 降低酶失活反应趋势。

城市大气污染的风险认知研究评述与展望

朱可?,徐建华

2014, 50(5):  969-978. 

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回顾近二十年来国内外公众对城市大气污染风险认知的相关研究, 系统梳理了风险认知状况及影响因素。研究表明, 媒体和官方发布的大气污染数据并非公众评判空气质量的主要依据, 人们通过自身与污染源的远近、植被覆盖、感官感受、健康状况及日常对话等对空气质量进行判断。公众对周围大气污染的感知与环境中污染物浓度的相关性并不一定高。女性、患有呼吸道疾病和教育程度高的人群更关注大气污染。社会经济因素也尤为重要, 人们在判断大气污染时总是参考他们对当地社会经济水平的综合印象。此外, 对研究风险认知的定性和定量方法做了对比和评述。最后提出今后我国学者可能拓展的研究方向, 如探索公众对污染与健康影响之间因果关系的认知、媒体和信任的作用以及风险认知对行为改变的作用, 以期为我国城市大气污染风险认知的研究提供参考。

大地电磁测深正演和反演研究综述

陈理,秦其明,王楠,白琰冰,赵珊珊

2014, 50(5):  979-984. 

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从正演和反演理论出发, 分别对大地电磁正演和反演方法进行研究。首先论述大地电磁测深正演和反演方法发展现状, 并按照一定的标准对其归类。然后简要阐述不同电磁正演和反演方法的原理, 对比分析不同正演和反演方法的优势、局限性、适用范围以及改进方法。最后通过对正演和反演发展趋势的分析表明, 三维正演研究及全局寻优的非线性反演结合多参数联合反演方法将成为未来的主要发展方向。

微博社区成员参与动机实证研究

胡磊,高迎

2014, 50(5):  797-804. 

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利用逐步多元回归分析法, 探讨成员参与微博社区的动机对参与行为的影响。研究发现, 自我表达、信息价值、娱乐价值和关注名人这些动机对微博社区成员的参与行为存在显著影响。自我表达是成员参与微博社区的频率和层次的最重要动因, 信息价值是成员参与微博社区的时间的最重要动因。理论层面上, 研究结果可为参与动机对参与行为的影响路径研究以及社会公共事件背景下的微博社区参与行为研究提供前提; 实践层面上, 研究结果对微博服务提供者经营和管理微博社区以及政府相关部门管理微博具有现实意义。

面向大语料库的语音合成方法研究

于延锁,朱风云,李先刚,刘翼,吴玺宏

2014, 50(5):  791-796. 

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针对几百小时粗标注大语料库, 提出一种新颖的语音合成系统构建方法。首先, 借助于语音识别、文本对齐和句法分析等技术实现大语料库的自动筛选与标注。 然后, 为了有效解决大语料库声学模型训练中存在的内存空间以及计算时间开销过大等问题, 优化了传统的训练流程, 在不损失声学模型准确性的前提下, 显著提高了模型的训练速度。主观实验表明, 与具有精标注的小语料库相比, 引入粗标注的大语料库可以带来0.5分左右的MOS提升。

一种改进的DMT云凝结核计数器过饱和比标定方法

马楠,赵春生,邓兆泽,陶江川,于仁杰,陈静,边宇轩

2014, 50(5):  805-811. 

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提出一种改进的标定云凝结核计数器中等效过饱和比的方法。相对于DMT公司的标定方法, 该方法在流程和数据处理方面都做了改进。标定时观测完整的硫酸铵活化率曲线, 通过高斯误差函数拟合的方法确定硫酸铵活化的临界粒径, 从而减少标定结果的误差。根据该方法, 用户可自行对DMT云凝结核计数器云室过饱和比进行周期性的检验和标定, 保证高质量的云凝结核观测。

校园绿地夏季小气候效应分析

冯悦怡,李恩敬,张力小

2014, 50(5):  812-818. 

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为评估不同绿地类型对校园小气候的改善作用, 尤其是对人体舒适度的影响, 选取北京大学校园内有代表性的4处校园绿地(半天然乔-灌-草、人工乔-灌-草、人工乔-草、人工草坪), 在2012年夏季7-8月对其内部温湿度进行连续32天的24小时同步监测。结果表明: 夏季高温季节, 各类型校园绿地相对于无绿化地面均表现出显著的降温增湿效应, 尤其是北京大学校园内的半天然林发挥着重要的生态调节功能; 在约1个月的观测期内, 各类绿地对人体舒适性均有一定的改善, 改善程度上呈半天然乔-灌-草>人工乔-草>人工乔-灌-草>人工草坪的趋势, 但效果并不如降温增湿效应明显; 从一天的不同时段来看, 早晚时段人工草坪的舒适度改善作用较为明显, 高温时段不显著。总体来讲, 北京大学校园内部分绿地夏季对舒适度的改善作用未根据其不同的功能需求得到充分发挥, 在未来校园绿地建设中应得到进一步关注。

基于卫星资料的对流初生预报及效果评估

李五生,王洪庆,王玉,吴琼

2014, 50(5):  819-824. 

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利用MTSAT-1R卫星资料中的红外1、红外2和水汽通道亮温数据, 在目标云块识别对比的基础上计算对流初生(CI)预报的8个指标值。根据京津地区的实际情况, 给出修正后的预报指标阈值, 并对2006?2007年京津地区进行17日次对流初生预报实验。实验结果表明, 该预报方法能够对1小时内的对流初生现象进行有效预报。结合云导风矢量给出检验预报结果的方法, 对该预报方法的预报效果进行量化统计。统计结果表明, 该方法预报对流初生的TS (threat score) 评分为0.545, 检测概率(POD)为0.654, 空报率(FAR)为0.435。

利用卫星遥感大气气溶胶进行待建环境监测站点位评估

李成才,周寅亮,李莹,刘启汉,贺千山,杨复沫

2014, 50(5):  825-834. 

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相关文章 | 计量指标

利用MTSAT-1R卫星资料中的红外1、红外2和水汽通道亮温数据, 在目标云块识别对比的基础上计算对流初生(CI)预报的8个指标值。根据京津地区的实际情况, 给出修正后的预报指标阈值, 并对2006-2007年京津地区进行17日次对流初生预报实验。实验结果表明, 该预报方法能够对1小时内的对流初生现象进行有效预报。结合云导风矢量给出检验预报结果的方法, 对该预报方法的预报效果进行量化统计。统计结果表明, 该方法预报对流初生的TS (threat score) 评分为0.545, 检测概率(POD)为0.654, 空报率(FAR)为0.435。

利用MODIS数据估算晴空半干旱地表潜热通量

叶晶,彭丽春,廖倩,李志明

2014, 50(5):  835-842. 

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为研究我国半干旱区域地表潜热通量分布特征, 建立了一套不需要将地面气象观测数据作为输入而仅用卫星数据来估算晴空条件下半干旱地表潜热能量的方案。该方案设计了针对半干旱地表的净辐射通量参数化方法和土壤热通量估算模型, 利用S-SEBI模型计算蒸发比率, 根据能量平衡原理得到潜热通量。基于MODIS陆地和大气产品, 利用该方案进行潜热通量估算研究，并采用2003, 2004和2005年6?11月间退化草地和农田晴空数据进行验证。与地面站点观测数据对比结果表明该方案能有效计算地表潜热通量: 在退化草地和农田两个站点上, 该方案计算的地表潜热通量的均方根误差分别为60.4和64.6 W/m², 平均偏差分别为18.6和32.4 W/m²。