[發(fā)明專利]一種生成完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810215087.2
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108446482A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任小麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 梁艷

本發(fā)明公開了一種生成完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集的方法，涉及生態(tài)學應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該方法，結(jié)合國家氣象站和生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)野外臺站的輻射和日照時數(shù)觀測數(shù)據(jù)，選取適用的輻射模型，并進行模型參數(shù)優(yōu)化，從而對輻射要素進行站點擴展，再利用ANUSPLIN軟件進行空間插值，使得總輻射、散射輻射、光合有效輻射和散射光合有效輻射四個要素數(shù)據(jù)在一個體系下生成，生成了完整一致的輻射要素數(shù)據(jù)集，避免了不合理數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，所以，采用本發(fā)明實施例提供的方法生成數(shù)據(jù)集，不僅可以用于支撐不同時空尺度的生態(tài)系統(tǒng)研究，而且可以保證數(shù)據(jù)精度，同時可以把科研人員從繁瑣的數(shù)據(jù)處理中解放出來，避免重復(fù)性工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生態(tài)學應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生成完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集的方法。

背景技術(shù)

太陽輻射是地球表層能量交換的主要來源，是影響陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和碳水收支的重要環(huán)境因子。輻射要素包括總輻射、散射輻射、光合有效輻射和散射光合有效輻射，其中光合有效輻射是植物光合作用的能量來源，其散射組分占有相當大的比例，并且能夠通過增強植被冠層光能利用率來增強植被光合作用。因此，對輻射要素進行擴展計算及空間插值是陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力準確模擬的基礎(chǔ)，輻射要素數(shù)據(jù)的精度直接影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳源匯的估算精度。

目前，國際上輻射要素空間數(shù)據(jù)集一般只包括一到兩個要素，其他要素用已有要素乘以經(jīng)驗比例系數(shù)來近似估算，例如光合有效輻射利用總輻射乘以40％或50％來獲得，影響了數(shù)據(jù)精度。完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集目前鮮有報道。

而我國輻射要素觀測站點相對氣象觀測站點較少，尤其是光合有效輻射和散射光合有效輻射，因此實現(xiàn)完整輻射要素的擴展計算及空間插值，生成一系列完整輻射要素空間數(shù)據(jù)集較為困難。

而如果無法生成一系列完整輻射要素空間數(shù)據(jù)集，則會影響陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力及碳源匯的估算精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生成完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集的方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種生成完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集的方法，包括如下步驟：

S1，從待研究區(qū)域內(nèi)的觀測站中獲取各輻射要素觀測數(shù)據(jù)和日照時數(shù)觀測數(shù)據(jù)，且模型參數(shù)化過程中使用的觀測數(shù)據(jù)的獲取站點位于同一體系下，其中，輻射要素觀測數(shù)據(jù)包括總輻射觀測數(shù)據(jù)、散射輻射觀測數(shù)據(jù)和光合有效輻射觀測數(shù)據(jù)；

S2，根據(jù)總輻射觀測數(shù)據(jù)和日照時數(shù)觀測數(shù)據(jù)選取總輻射擴展模型并進行模型參數(shù)化，得到參數(shù)化的總輻射擴展模型；根據(jù)所述參數(shù)化的總輻射擴展模型，利用日照時數(shù)觀測數(shù)據(jù)對總輻射觀測數(shù)據(jù)進行擴展，得到總輻射擴展數(shù)據(jù)；

S3，根據(jù)總輻射觀測數(shù)據(jù)和散射輻射觀測數(shù)據(jù)選取散射輻射擴展模型并進行模型參數(shù)化，得到參數(shù)化的散射輻射擴展模型；根據(jù)所述參數(shù)化的散射輻射擴展模型，利用S2中得到的總輻射擴展數(shù)據(jù)對散射輻射觀測數(shù)據(jù)進行擴展，得到散射輻射擴展數(shù)據(jù)；

S4，根據(jù)光合有效輻射觀測數(shù)據(jù)和總輻射觀測數(shù)據(jù)選取光合有效輻射擴展模型并進行模型參數(shù)化，得到參數(shù)化的光合有效輻射擴展模型；根據(jù)所述參數(shù)化的光合有效輻射擴展模型，利用S2中得到的總輻射擴展數(shù)據(jù)對光合有效輻射觀測數(shù)據(jù)進行擴展，得到光合有效輻射擴展數(shù)據(jù)；

S5，基于S2中得到的總輻射擴展數(shù)據(jù)、S3中得到的散射輻射擴展數(shù)據(jù)以及S4中得到的光合有效輻射擴展數(shù)據(jù)，利用Spitters模型估算得到散射光合有效輻射擴展數(shù)據(jù)；

S6，對總輻射擴展數(shù)據(jù)、散射輻射擴展數(shù)據(jù)、光合有效輻射擴展數(shù)據(jù)和散射光合有效輻射擴展數(shù)據(jù)分別進行空間插值計算，得到待研究區(qū)域尺度完整的輻射要素空間數(shù)據(jù)集。