[發明專利]一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法

有效

• 申請號: 201611032924.5
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106768348B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 邱國玉;李瑞利;秦龍君;趙云霞
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/60;G01N33/00
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司 44274
• 代理人: 李俊

1.一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，獲取屋頂植被的熱紅外圖像，處理分析所述熱紅外圖像得到參考植被冠層表面溫度值T_p和植被冠層表面溫度溫度值T_c；

步驟S2，獲取拍攝場地的氣象數據信息；所述氣象數據信息包括氣溫T_a、蒸發土壤面的凈輻射量R_n、參考土壤的凈輻射量R_nd、蒸發土壤面的土壤熱通量G、參考土壤的土壤熱通量G_d、蒸發土壤面的表面溫度T_s、參考土壤的表面溫度T_sd、植被的凈輻射量R_p、參考植被凈輻射量R_np；

步驟S3，基于所述氣象數據信息以及參考植被冠層表面溫度值T_p和植被冠層表面溫度溫度值T_c計算得到植物蒸騰速率T和土壤蒸發速率E；

所述植物蒸騰速率T根據以下公式得到：

T＝R_p-R_np(T_c-T_a)/(T_p-T_a)；

其中，T為植物蒸騰速率，單位為W/m²；R_p為植被的凈輻射量，單位為W/m²；R_np為參考植被凈輻射量，單位為W/m²；T_c為植被冠層表面溫度溫度值，單位為K；T_p為參考植被冠層表面溫度值，單位為K；T_a為氣溫，單位為K；

所述土壤蒸發速率E根據以下公式得到：

E＝R_n-G-(R_nd-G_d)(T_s-T_a)/(T_sd-T_a)；

其中，E為土壤蒸發速率，單位為W/m²；R_n為蒸發土壤面的凈輻射量，單位為W/m²；R_nd為參考土壤的凈輻射量，單位為W/m²；G為蒸發土壤面的土壤熱通量，單位為W/m²；G_d為參考土壤的土壤熱通量，單位為W/m²；T_s為蒸發土壤面的表面溫度，單位為K；T_sd為參考土壤的表面溫度，單位為K；T_a為氣溫，單位為K；

步驟S4，根據所述植物蒸騰速率T和土壤蒸發速率E得到屋頂植被蒸散發速率ET，以及進一步得到屋頂植被蒸散發量Ev；

所述屋頂植被蒸散發速率ET根據以下公式得到：

ET＝(1-f)*E+f*T；

其中，ET為屋頂植被蒸散發速率，單位為W/m²；E為土壤蒸發速率，單位為W/m²；T為植物蒸騰速率，單位為W/m²；f為植被覆蓋率；

所述屋頂植被蒸散發量Ev根據以下公式得到：

Ev＝ET*T*S/[2500.78-2.36*(T_a-273.15)*10⁶]；

其中，Ev為屋頂植被蒸散發量，單位為g；ET為屋頂植被蒸散發速率，單位為W/m²；T為觀測時間，單位為s；S為屋頂總面積，單位為m²；T_a為氣溫，單位為K。

2.根據權利要求1所述的一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，其特征在于，所述觀測時間T應不大于120分鐘。

3.根據權利要求1所述的一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，其特征在于，所述熱紅外圖像利用無人機搭載機載式熱紅外成像儀在研究區域正上方拍攝得到。

4.根據權利要求1所述的一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，其特征在于，采用Envy軟件和SmartView軟件處理分析所述熱紅外圖像，提取研究區域植被的溫度最大值作為參考植被冠層表面溫度值T_p，提取研究區域植被冠層的平均溫度作為植被冠層表面溫度溫度值T_c。