[發明專利]一種全球通用植被總初級生產力遙感指數估算方法

有效

• 申請號: 202010976999.9
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112149295B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 吳文瑾;李新武
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京得信知識產權代理有限公司 11511
• 代理人: 孟海娟;阿蘇娜

1.一種全球通用植被總初級生產力遙感指數估算方法，其特征在于，

包括以下步驟：

提出全球通用植被總初級生產力遙感指數模型，模型的計算公式為：

GPP＝A×CC×PAR×Ev+B，

其中，A＝0.15，B＝1.3,為回歸模型的經驗系數，該系數全球統一，不必隨不同的植被類型和地理位置進行調整；CC代表植被覆蓋度；PAR是總體下行短波輻射；Ev是植被對光合有效輻射的總體轉化效率，為吸收效率和利用效率的乘積；

將CC通過歸一化植被指數NDVI進行近似；吸收效率通過近紅外波段反射率-NIR進行表征，利用效率通過葉綠素含量占總色素含量的比例-Rchl進行表征，

則該模型可以進一步推導為：

GPP＝A×NDVI×PAR×NIR×Rchl+B；

利用MODIS反射率數據分別計算每日的NDVI，NIR和Rchl均值，并通過相應產品獲取PAR；

基于所述全球通用植被總初級生產力遙感指數模型求得最終的植被總初級生產力值。

2.根據權利要求1所述的全球通用植被總初級生產力遙感指數估算方法，其特征在于，

所述Rchl可以根據以下兩個波段的反射率Ref₅₃₁和Ref₆₆₇進行近似：

已知531nm為類胡蘿卜素和花青素的共同吸收波段，葉綠素無吸收；667nm波段為葉綠素的吸收峰值波段，類胡蘿卜素和花青素無吸收，

基于比值植被指數概念，某一色素含量與該色素的無吸收波段反射率和該色素顯著吸收波段反射率的比值顯著線性相關，則葉綠素含量C_chl可近似為

C_chl＝a×Ref₈₅₈/Ref₅₃₁

類胡蘿卜素和花青素含量C_caro+anth可近似為

C_caro+anth＝b×Ref₈₅₈/Ref₆₆₇

其中a,b為該反射率比值和色素含量真值之間的線性擬合斜率，由于類胡蘿卜素和花青素在531nm附近的吸收率與葉綠素在667nm附近的吸收率近似相等，可以近似認為a≈b,則

Rchl＝C_chl/(C_chl+C_caro+anth)＝Ref₅₃₁/(Ref₅₃₁+Ref₆₆₇)，

Ref₅₃₁采用MODIS的第11波段獲取，Ref₆₆₇采用MODIS的第13波段獲取。

3.根據權利要求2所述的全球通用植被總初級生產力遙感指數估算方法，其特征在于，

利用MODIS反射率數據分別計算每日的NDVI，NIR和Rchl均值，并通過相應產品獲取PAR，具體包括以下步驟：

獲取MODIS數據陸地反射率產品MOD09GA和MYD09GA，海洋反射率產品MODOCGA和MYDOCGA，以及光合有效輻射產品MCD18；

在產品中分別獲取模型所需的波段參數bx和PAR，bx代表經過輻射和大氣校正的MODIS第x波段的反射率；

結合產品的質量控制波段對質量不好的數據進行剔除；

基于上述所得結果分別計算每日的NDVI，NIR和Rchl均值，

其中，

NDVI＝(b1-b2)/(b1+b2)；

NIR＝b2；

Rchl＝b11/(b11+b13)，

其中，b1和b2來自陸地反射率產品MOD09GA和MYD09GA產品，b11和b13來自海洋反射率產品MODOCGA和MYDOCGA，PAR來自MCD18產品。