Page 33 - 2022年第53卷第9期

体的提取精度为 ７６．６％。磁右灌区井灌区的灌溉时间晚于渠灌时间，且灌溉周期较长，井灌区和渠灌
区的雷达后向散射系数存在差异。使用两次灌溉周期中 ３月 ２９日和 ４月 １０日的雷达数据，使用灌溉
探测方法对井灌范围进行提取，结果如图 ６（ｄ）所示。井灌面积约为 ３．９万亩。基于遥感提取结果显示
井灌区域主要集中在研究区的东南部和靠近河谷的区域，这与实地调研情况及灵寿县灌溉区井灌区的
范围基本一致。
基于提取的灌溉面积和片区灌溉用水计量可进一步分析灌溉片区的用水状况（见表 ４所示），青同
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片区一水灌溉面积为 １２２６．４亩，亩均用水量为 ９０ｍ ，灌溉水深为 １３４．９ｍｍ，二水灌溉面积为 １０４７．７
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亩，亩均用水量为 １０８．９ｍ ，灌溉水深为 １６３．３ｍｍ。大干斗片区一水灌溉面积为 ９３９．７亩，亩均用水
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量为 ７０．９ｍ ，灌溉水深为 １０６．３ｍｍ，二水灌溉面积为 ７２２亩，亩均用水量为 ９８．９ｍ ，灌溉水深为
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１４８．３ｍｍ。青同和大干斗片区两次灌溉的亩均用水量分别为 ９８ｍ 和 ８３ｍ 。青同片区的亩均用水量略
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大于大干斗片区，磁右灌区小麦的设计灌溉定额为 ６５ｍ ，实际测算表明两个片区的实际亩均用水量
都高于设计的灌溉定额。
表 ４ 灌溉用水测算分析

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灌溉片区 一水灌溉面积?亩 一水灌溉用水量?ｍ 一水亩均用水量?ｍ ３ 二水灌溉面积?亩 二水灌溉用水量?ｍ 二水亩均用水量?ｍ ３
青同 １２２６．４ １１０４０４．０ ９０．０ １０４７．７ １１４１４０．０ １０８．９
大干斗 ９３９．７ ６６６７０．０ ７０．９ ７２２．０ ７１４４０．０ ９８．９

５ 结论与展望

实际灌溉面积是区域水土资源利用的关键指标，灌溉面积监测是农业水资源利用和流域水资源管
理等应用的基础。针对目前基于区域灌溉探测识别方法存在的不足，本文使用水云模型结合实测土壤
水分数据进行模拟，量化灌溉事件导致后向散射系数的变化，构建一种基于时序差值和局部阈值法的
实际灌溉面积提取方法，使用高频次的哨兵 １号雷达卫星遥感数据开展华北平原灵寿县磁右灌区灌溉
面积的提取，并结合灌区实地调查资料对提取结果进行验证。本文结论如下：
（ １）使用水云模型模拟显示春季小麦地块的灌溉事件可导致 Ｃ波段的雷达后向散射系数变化超过
１ｄＢ，灌溉信号可被绝对辐射精度优于 １ｄＢ的雷达卫星探测。
（２）与大范围的降水事件导致的大范围后向散射系数变化不同，灌溉事件导致雷达后向散射系数
呈现明显的局地变化特征，雷达后向散射系数的时序变化特征对磁右灌区的渠水灌溉事件有较好的响
应。此外，由于井灌区和渠灌区存在明显的灌溉时间差异，可通过雷达后向散射系数的增减变化得到
反映。但是，部分农事活动导致下垫面粗糙度的显著变化也会对雷达的后向散射系数产生显著影响。
（ ３）提出一种基于时序差值和局部阈值法的实际灌溉面积提取方法，基于高频次的雷达遥感信息
可对灌区的灌溉事件进行探测。本文提出的方法可为区域次灌溉面积调查和流域水资源管理等应用提
供技术支撑，结合实际灌溉用水数据和实际灌溉面积调查可调查分析区域的实际用水状况，进一步评
估灌溉定额的合理性和实用性。但本方法基于全局和局部阈值分割方法，阈值的确定会影响灌溉区域
的提取。本文采用水云模型模拟分析确定全局分割阈值，局部阈值分割仍然需要结合区域地块特征信
息进行试验确定。本方法在平坦地区的效果较好，但应用于复杂下垫面的农田区域，仍然有待进一步
的完善。

参 考 文 献：

［ １］ 汤秋鸿，黄忠伟，刘星才，等．人类用水活动对大尺度陆地水循环的影响［Ｊ］．地球科学进展，２０１５，３０
（１０）：１０９１ － １０９９．
［ ２］ 谢正辉，陈思，秦佩华，等．人类用水活动的气候反馈及其对陆地水循环的影响研究———进展与挑战［Ｊ］．

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