[發(fā)明專利]一種估算干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010331364.3
• 申請(qǐng)日: 2020-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN111504425B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐志俠;王文婷;趙慧;徐偉偉;郭乙霏;梁珂;盧燃;褚敏;張金鳳;馬思超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01F23/292
• 分類號(hào): G01F23/292;G06K9/00
• 代理公司: 北京超成律師事務(wù)所 11646
• 代理人: 高玉光

本發(fā)明提供了一種估算干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的方法及裝置，包括：對(duì)待研究干旱平原地區(qū)進(jìn)行典型樣方劃分并獲取環(huán)境要素；依據(jù)待研究干旱平原地區(qū)的歷史時(shí)期衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)及環(huán)境要素，構(gòu)建地表植被覆蓋度遙感定量反演模型；提取待研究干旱平原地區(qū)內(nèi)目標(biāo)點(diǎn)的各歷史時(shí)期衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)，利用構(gòu)建的地表植被覆蓋度遙感定量反演模型進(jìn)行植被覆蓋度反演，得到目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)歷史時(shí)期的植被覆蓋度；收集目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)歷史時(shí)期的地下水埋深，依據(jù)同一歷史時(shí)期的地下水埋深以及反演得到的植被覆蓋度，建立該目標(biāo)點(diǎn)的植被覆蓋度和地下水埋深的關(guān)系，依據(jù)建立的關(guān)系確定該目標(biāo)點(diǎn)的生態(tài)地下水位。可以提高干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的估算精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生態(tài)水文學(xué)中地下水生態(tài)功能和資源功能相協(xié)調(diào)的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種估算干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的方法及裝置。

背景技術(shù)

我國的干旱地區(qū)分布十分廣泛，降雨量稀少，對(duì)于干旱地區(qū)來說，這些地區(qū)的天然植被對(duì)地下水依存度很高，地下水位的高低控制著該地區(qū)植被種群的分布格局、植被覆蓋度。對(duì)于這些地區(qū)的植被種群來說，每一植被種群都有其相對(duì)應(yīng)的地下水位(地下水埋深)，以維系該植被種群的生長和繁衍，該地下水埋深被稱之為該植被種群的生態(tài)地下水位。

地下水不僅為干旱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境提供水資源，也為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供水資源，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的水資源與生態(tài)環(huán)境所需的水資源之間形成競(jìng)爭關(guān)系。因而，干旱地區(qū)的生態(tài)地下水位是實(shí)現(xiàn)干旱地區(qū)水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)的核心，是水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一，也是干旱地區(qū)水資源管理面臨的現(xiàn)實(shí)難題之一。

由于我國絕大部分的干旱地區(qū)沒有設(shè)置觀測(cè)植被以及地下水位的生態(tài)觀測(cè)站，因而，對(duì)于這些干旱平原地區(qū)的生態(tài)地下水位估算，采用其他設(shè)置有生態(tài)觀測(cè)站的干旱平原地區(qū)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值法進(jìn)行估算。但由于生態(tài)地下水位受到氣候、土壤、地下水、生物群落等因素的影響，不同地區(qū)的生態(tài)地下水位往往差距較大，采用其它地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)值往往會(huì)造成較大誤差，使得干旱平原地區(qū)的生態(tài)地下水位估算精度低，嚴(yán)重影響了生態(tài)地下水位的科學(xué)性，阻礙了生態(tài)地下水位的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供估算干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的方法及裝置，以提高干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的估算精度。該方法適用于地下水位下降較大的干旱平原地區(qū)。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了估算干旱平原地區(qū)生態(tài)地下水位的方法，包括：

依據(jù)待研究干旱平原地區(qū)內(nèi)的自然植物分布、植被覆蓋度、地下水位分布、降水量、蒸發(fā)量、河流水系、土壤條件，確定研究干旱平原地區(qū)確定典型樣方數(shù)量和位置。對(duì)典型樣方進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，獲取其植被物種類型、優(yōu)勢(shì)物種、植被覆蓋度、物種豐度、生物量、地下水埋深和水位、表層土壤含鹽量和含水量。

依據(jù)待研究干旱平原地區(qū)的歷史時(shí)期衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)以及獲取的典型樣方的環(huán)境要素，構(gòu)建地表植被覆蓋度遙感定量反演模型；

提取待研究干旱平原地區(qū)內(nèi)目標(biāo)點(diǎn)的各歷史時(shí)期衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)，利用構(gòu)建的地表植被覆蓋度遙感定量反演模型進(jìn)行植被覆蓋度反演，得到目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)歷史時(shí)期的植被覆蓋度；

收集目標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)歷史時(shí)期的地下水埋深，依據(jù)同一歷史時(shí)期的地下水埋深以及反演得到的植被覆蓋度，建立該目標(biāo)點(diǎn)的植被覆蓋度和地下水埋深的關(guān)系，依據(jù)建立的關(guān)系確定該目標(biāo)點(diǎn)的生態(tài)地下水位。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述依據(jù)同一歷史時(shí)期的地下水埋深以及反演得到的植被覆蓋度，建立該目標(biāo)點(diǎn)的植被覆蓋度和地下水埋深的關(guān)系，包括：

以地下水埋深為坐標(biāo)系的橫坐標(biāo)，以植被覆蓋度為坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)，將各歷史時(shí)期的地下水埋深以及對(duì)應(yīng)的反演得到的植被覆蓋度作為坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)注在坐標(biāo)系中；

利用擬合算法連接各坐標(biāo)點(diǎn)，得到關(guān)系曲線。