[發(fā)明專利]溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011050851.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112347418B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉英;黨超亞;錢嘉鑫;朱蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/18
• 分類號(hào): G06F17/18;G01N33/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 寧文濤

1.溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法測(cè)量方法，其特征在于，包括以下主要步驟：

1)獲取研究區(qū)遙感數(shù)據(jù)、研究區(qū)氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)；

2)對(duì)步驟1)遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)一時(shí)間和空間分辨率，把土壤含水量、蒸散通量和降水通量分別轉(zhuǎn)化為土壤體積含水量、蒸散量和降水量，根據(jù)降水量和蒸散量計(jì)算水分盈虧量；光合有效吸收比例和地表溫度乘以系數(shù)得到真實(shí)的光合有效吸收比例和地表溫度，并利用S-G濾波根據(jù)質(zhì)量控制文件糾正低質(zhì)量的數(shù)據(jù)；將溫度、降水和相對(duì)土壤濕度根據(jù)站點(diǎn)時(shí)間整理出來(lái)；

3)對(duì)步驟2)的水分盈虧量、光合有效吸收比例和地表溫度獲取研究區(qū)的水分盈虧量、光合有效吸收比例和地表溫度標(biāo)準(zhǔn)化異常；

4)對(duì)步驟3)獲得的水分盈虧量、光合有效吸收比例和地表溫度標(biāo)準(zhǔn)化異常進(jìn)行歸一化處理；

5)計(jì)算獲得研究區(qū)2001-2018年每個(gè)像元的TFWBDI值；

6)利用對(duì)步驟2)氣象站點(diǎn)降水和溫度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(StandardizedPrecipitation?Evapotranspiration?Index,SPEI)；

7)利用SPEI、農(nóng)業(yè)氣象站點(diǎn)實(shí)測(cè)10cm深度的相對(duì)土壤濕度及GLDAS0-10cm土壤濕度，采用相關(guān)系數(shù)法對(duì)TFWBDI進(jìn)行精度驗(yàn)證；

8)根據(jù)步驟5)中TFWBDI值得到研究區(qū)地表干濕狀態(tài)的時(shí)空分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟1)中，遙感數(shù)據(jù)包括土壤濕度、降水、蒸散量、光合有效吸收比例、地表溫度，研究區(qū)氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)包括溫度和降水；農(nóng)業(yè)氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)包括相對(duì)土壤濕度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟2)中，計(jì)算水分盈虧量的方法具體為：

GLDAS土壤濕度產(chǎn)品的單位是(kgm^-2),根據(jù)公式(1)將GLDAS土壤濕度產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為體積含水量；GLDAS蒸發(fā)產(chǎn)品單位是(kg?m^-2s^-1),把蒸散通量乘以每個(gè)月的時(shí)間(秒/月)獲得蒸散量；TRMM?3B43降水產(chǎn)品的單位是(h?mm^-1)，把降水通量乘以每個(gè)月的時(shí)間(小時(shí)/月)獲得月降水量；根據(jù)降水量與蒸散量差值獲得水分盈虧量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟2)中，獲得光合有效吸收比例和地表溫度的具體方法為：

MODIS光合有效吸收比例產(chǎn)品生成時(shí)被放大了100倍，所以需要乘以增益系數(shù)0.01轉(zhuǎn)化為真實(shí)的光合有效吸收比例；MODIS地表溫度產(chǎn)品需要乘以增益系數(shù)0.02轉(zhuǎn)化為真實(shí)地表溫度；MODIS光合有效吸收比例是8天合成的，采用天數(shù)加權(quán)平均法合成月數(shù)據(jù)；由于遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率不一致，采用均值法重采樣為統(tǒng)一的空間分辨率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟2)中，整理溫度、降水和相對(duì)土壤濕度的具體公式如下；

式中，V_sm表示土壤濕度的體積含水量，單位m³?m^-3；H表示土壤層厚度，單位mm；SCM表示GLDAS土壤濕度產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度光合有效輻射吸收比水分盈虧量干旱指數(shù)測(cè)量方法測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟3)中，標(biāo)準(zhǔn)化異常的公式為：

式中，i、j、t和N分別代表遙感影像的行號(hào)、列號(hào)、時(shí)間和總年數(shù)；var是水分盈虧量、光合有效吸收比例和地表溫度三個(gè)指標(biāo)之一，var＝(var¹,var²,var³)，var^k是第k個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)；表示第k個(gè)指標(biāo)在2001年至2018年像元(i，j)的平均值；var^k(i,j,t)表示第k個(gè)指標(biāo)在t時(shí)間像元(i，j)的原始值；表示第k個(gè)指標(biāo)在t時(shí)間像元(i，j)的標(biāo)準(zhǔn)化異常。