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蒸散发是地球系统能量和物质循环的核心，清楚的认识蒸散发，对了解大范围内能量平衡和水分循环具有重要意义，使我们能更深入的认识陆面过程，可以正确评估气候和人类活动对自然和农田生态系统的影响。
本研究针对干旱区农田蒸散发估算，在黑河流域盈科绿洲展开研究。研究中所使用的遥感数据和地面观测数据均来自黑河综合遥感联合试验(WATER)。本论文的主要研究内容包括以下四个方面：
1.表面阻尼参数化方案比较了三种以彭曼公式(Penman-Monteith，P-Meqution)为基础的表面阻尼参数化方法：“两参数法”、“五参数法”和“四因子法”。由于前两种方法没有考虑根区土壤水分对作物蒸腾的影响，所以其效果均不理想，并且五参数法由于参数过多，没有较多的观测数据时，其最优化的效果也不理想。因此提出一个适用于干旱区农田的表面阻尼参数化方案很必要。“四因子法”考虑了四个影响蒸散发的因子：光合有效辐射、水分胁迫(根区土壤水分)、空气干燥程度、以及温度胁迫。由于该方法考虑的生物物理过程最周全，特别是考虑了干旱区农田在空气干燥程度较低时，由于有灌溉，所以蒸腾作用还是很明显，因此获得了较好的最优化效果。最终选择“四因子法”来获得表面阻尼各参数，并将其应用于遥感估算中。
2.SiB2单点模拟利用陆面过程模型SiB2(Simple Biosphere Model，Version2)在盈科站进行单点模拟。从单点的模拟结果可以看出，使用四分两辐射转换得到的地表温度在玉米封垄后实际上更多的代表了冠层顶的温度。因此使用该温度作为土壤热通量计算的上边界温度条件显然是有问题的。用该土壤热通量作为表面阻尼参数化方案的输入一定会将这个错误引入到最优化中。校正的办法就是用SiB2模拟的地表温度替代原来用来计算土壤热通量的地表温度，即四分量辐射的转换温度。替换之后，土壤热通量得到了校正，最优化的结果也得到了一定的改善。
3.潜热通量的遥感估算和验证利用Landsat TM和ETM+影像各一景，估算各地表变量，包括反照率，比辐射率、覆盖度、地表温度。基于辐射平衡方程估算地表净辐射。土壤热通量的估算利用SEBS模型中的参数化方法估算。然后基于P-M公式，将已获得的最优化表面阻尼参数应用于潜热通量的估算中。分别验证每一个重要的估算结果，包括地表温度、净辐射、土壤热通量、以及潜热通量。两景影像的验证结果显示，地表温度的误差在2 K以内，净辐射的误差在5 Wm-2内，土壤热通量的估算结果比真实值偏大10 Wm-2左右。因此可以推断，潜热通量的估算应该比其真实值偏小10 Wm-2左右。然后分别比较了两种潜热通量的验证策略，两种策略的区别在于是否考虑涡动相关观测系统(EC)的观测源区。EC的源区使用FSAM模型来计算。结果表明，考虑了源区的验证策略更加合理的评价了遥感估算的精度，并且源区越大，其在验证评价中所起的作用越明显。
4.时间尺度扩展蒸发比(EF)是一个时空异质的变量，而已有的众多时间尺度扩展方法都将EF作为一个稳定不变的定值来处理。本研究借助SiB2模型在面上的模拟，研究蒸发比的时空动态特征。再利用时间序列数据稳定性分析算法分析EF的稳定性。结果显示在日间和夜间各有一段时间，EF的稳定性较好，但是存在空间异质性。研究区内大部分地方在日间的9:00至19:00间和夜间的23:00至次日的6:00这两个时间段EF的稳定性较好，但是其取值不同。小部分区域的EF在日间的稳定时间略短。本研究改进了固定蒸发比时间尺度扩展方法，在日间EF稳定时间段内(各像元稳定时段略有不同)，使用固定蒸发比法获得日间的蒸散发量，其EF值使用遥感估算结果计算。对于剩下不稳定的时间和夜间的部分，使用SiB2模拟得到的EF来进行逐小时积分。最终将两部分蒸散发量相加得到全天的蒸散发总量。研究还使用另外两种时间尺度扩展方法(正弦曲线法和固定蒸发比法)进行蒸散发量的推算。通过与EC真值的积分结果对比，本研究使用的时间尺度扩展方法合理有效，并且简单易行。