水源涵养是陆地植被生态系统的重要功能之一,具有延缓土壤侵蚀、调节地表径流、净化水质等生态服务功能。定量、科学评价区域水源涵养量,是制定合理的生态保育政策,进行生态工程建设的重要依据。本文以祁连山南坡黑河上游(青海省境内)与大通河流域作为典型区域,基于地表水量平衡原理和SEBAL-SCS模型,采用ENVI/IDL+ArcGIS Engine/C#.NET二次开发与混合编程,研究、设计与实现了RS与GIS一体化集成的区域水源涵养量估算系统。该系统充分发挥了ENVI/IDL高效的图像处理能力和ArcGIS Engine强大的空间分析和可视化表达优势,解决了水源涵养量估算过程中模型参数众多、计算过程繁杂等问题,为区域较大尺度长时间序列水源涵养量遥感监测估算提供了基础平台。在此基础上,利用MODIS遥感影像、土地利用类型、土壤类型、气象站点观测数据等基于该系统进行了日地表蒸散发量、地表径流量、水源涵养量估算,并对比分析了不同土地利用/覆盖条件下的主要特征。研究表明:(1)研究区日蒸散量呈由东南向西北地区递减趋势,地势相对平坦海拔较低的河谷地区蒸散发量较低,坡度大海拔高的山地其蒸散发量普遍较大。不同土地利用/覆盖条件下的平均日蒸散发量依次为:有林地>高覆盖草地>中覆盖草地>裸土/裸岩>低覆盖草地>水域(/冰川/永久性积雪>草地沼泽>水域)>耕地>不透水面,总体上植被覆盖较高的地区地表蒸散发量相对较高。(2)不同土地利用/覆盖条件下平均地表径流深依次为:不透水面>水域>耕地>有林地>裸土/裸岩>低覆盖草地。径流区域主要分布在东南部的耕地与不透水面,以及西部、西北部的河流、湖泊、沼泽及冰川/永久性积雪等地,有林地与草地除遇到强降雨过程时部分区域产生径流外,基本不产生径流。(3)研究区水源涵养量较大区域主要分布在祁连县中西部以及门源回族自治县西北部地区。总体上,地表植被覆盖较好的草地,虽然植被的蒸腾作用明显,蒸散发量大,但由于植被的截留与缓冲作用,地表径流不易产生,从而蓄积大量降水,成为水源涵养量较大,涵养能力较强地区,特别是中覆盖草地水源涵养能力最强。本文所采用的模型与参数主要是相关研究的经验模型,水源涵养量的估算还存在一定的误差。这就需要结合地表站点监测数据进行数据同化,进一步修正模型与参数,如SCS模型中CN值的确定、地表蒸散发量的反演等。同时,应结合其它估算方法,如综合蓄水能力法等进行模型反演的精度评价。因此,系统要进一步集成模型参数修正、结果分析评价、统计分析与服务发布等功能,拓展系统的区域适用范围,为较大尺度长时间序列水源涵养量估算研究提供一体化的服务平台和综合解决方案。