[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

本發明提供一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，包括：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；獲取拍攝場地的氣象數據信息；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；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。本發明提供的基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法適用于觀測不規則分布的植被，不受對流干擾，可以在不接觸植被的情況下，可精準測量城市綠色屋頂蒸散發量。

技術領域

本發明涉及生態監測技術領域，特別涉及一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法。

背景技術

城市綠化面積伴隨著城市化擴大不斷減少，這直接導致城市熱島效應增強、城市徑流增大等問題。綠色屋頂植被是增加城市綠化面積的有效措施，在具備觀賞性的同時，可以有效緩解上述問題。在城市空間日益緊張，城市綠地增加有限的情況下，綠色屋頂植被以越來越受到人們的歡迎。

城市綠色屋頂植被的水量平衡是一項研究重點，基本的平衡關系是“降水＝土壤含水率增加+徑流+蒸散發”。蒸散發量是綠色屋頂水量平衡重要的一環，準確的對屋頂植被的蒸散發量進行測量顯得尤為重要。

目前，傳統上植被蒸散發的測量方法包括蒸滲儀法、波文比法和樹干液流法。蒸滲儀法，它的原理是通過稱重的方法，利用質量平衡，計算出一定時間段內植被蒸散發量。它的優點是精度高，缺點是只適合實驗室小范圍使用，無法在城市綠色屋頂植被蒸散發量觀測中廣泛使用。波文比法、渦度相關法等微氣候學方法，這類方法使用尺度大，同時靈敏度高，反應速度快，但是由于混合長度的需要，這類方法適用于平坦均勻地表，對于城市綠色屋頂植被這種塊狀分布，可能存在對流干擾的環境，微氣候學方法適用效果不佳。樹干液流法，將傳感器插入樹干，測量木質部通過的水量，從而計算出植被蒸騰量，此方法適用于喬木蒸騰量的測量。而城市綠色屋頂植被通常為草本植物，不適用于樹干液流法。

因此，急需提供一種能準確測量屋頂植被蒸散發量的方法。

發明內容

針對以上問題，本發明專利目的在于設計了一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，適用于觀測不規則分布的植被，不受對流干擾，可以在不接觸植被的情況下，可精準測量城市綠色屋頂蒸散發量。

本發明具體的技術方案如下：

一種基于熱成像技術的屋頂植被蒸散發量測定方法，包括如下步驟：

步驟S1，首先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；

具體的，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。

步驟S2，獲取拍攝場地的氣象數據信息；具體的，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；