基于无人机热红外遥感的夏玉米蒸散量估算及其影响因子

摘要

农田蒸散量(ET)是土壤-作物-大气连续体水分运移的关键参数,与作物生理活动和产量有着极为密切的关系,准确实时估算田间作物蒸散量对研究作物生长发育至关重要。基于无人机热红外传感器反演夏玉米的冠层温度,基于反演的冠层温度构建夏玉米蒸散模型(ETd,t)并验证了模型反演作物蒸散量的精度,分析了ETd,t相关影响因子。结果表明:以热红外冠层温度作物蒸散模型计算的ETd,t最低值出现在幼苗期为3.42 mm/d,最高值出现在灌浆期为10.94 mm/d,并与涡度相关实测值ETd,e、FAO Penman-Monteith模型计算值ETd,f进行验证,在P<0.01水平上呈显著线性关系(R2=0.739、0.742,RMSE=0.676、0.109 mm/d),ETd,t估算精度达到80%以上。ETd,t的计算受日净辐射、风速、气温、降雨等气象因子影响,不同气象条件的ETd,t不同。叶面积指数(LAI)为夏玉米农田最主要的生物因子,LAI与ETd,t呈线性正相关关系(R2=0.700),空气动力学阻抗(ra)是最主要的环境驱动因子,ra与ETd,t呈线性负相关关系(R2=0.696)。随着植被覆盖度(NDVI)的变化,ETd,t呈现相同变化趋势(R2=0.656)。因此,基于无人机热红外反演的冠层温度计算的(ETd,t)能较好的反映田间夏玉米蒸散变化过程,从而为利用无人机热红外遥感估算作物蒸散量提供了科学依据。