[發明專利]一種基于三維結構的干旱對凈初級生產力影響的評估方法

有效

• 申請號: 202011606065.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112712024B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 賴成光;李軍;王兆禮;周玉良
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/762;G06K9/62;G06Q10/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種基于三維結構的干旱對凈初級生產力影響的評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于實際蒸發數據和潛在蒸散發數據計算標準化蒸發赤字指數；

基于歸一化植被指數、潛在蒸散發、土地利用數據計算凈初級生產力；

通過標準化蒸發赤字指數識別干旱斑塊，通過干旱斑塊和三維空間結構聚類識別干旱災害，得到干旱災害識別信息，進而得到干旱特征；所述通過三維空間結構聚類識別干旱災害，得到干旱災害識別信息，如下所示：基于時間-經度-緯度的三維結構識別干旱事件：包括識別干旱斑塊；干旱斑塊的選取；干旱事件的識別；干旱事件特征描述；

通過建立標準化蒸發赤字指數和凈初級生產力的關系，獲取干旱災害識別信息對凈初級生產力的影響；

基于干旱災害識別信息對凈初級生產力的影響，判別干旱特征與凈初級生產力的變化關系，得到評估結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于三維結構的干旱對凈初級生產力影響的評估方法，其特征在于，所述基于實際蒸發數據和潛在蒸散發數據計算標準化蒸發赤字指數，具體為：

對于月份i，蒸發赤字值ED定義為實際蒸發ET與大氣蒸發需求量PET之間的差異，

ED_i＝ET_i-PET_i

使用三參數對數-邏輯分布標準化蒸發赤字值：

式中，α是尺度參數，β是形狀參數，γ是位置參數；

α、β、γ分別由下式計算：

γ＝W₀-αΓ(1+1/β)Γ(1-1/β)

式中Γ(β)是Gamma函數，三參數對數-邏輯分數的概率分布函數為：

最后，對各月累積蒸散虧缺量序列的概率分布進行標準化處理，得到標準化蒸發赤字指數；

令P＝1-F(x)，當P≤0.5，

當P＞0.5，

式中，c₀＝2.515517，c₁＝0.802853，c₂＝0.010328，d₁＝1.432788，d₂＝0.189269，d₃＝0.01308。

3.根據權利要求2所述的一種基于三維結構的干旱對凈初級生產力影響的評估方法，其特征在于，所述基于歸一化植被指數、潛在蒸散發、土地利用數據計算凈初級生產力，具體如下：凈初級生產力數據則基于CASA模型進行常規計算，該模型計算的凈初級生產力數據應與實測數據進行對比驗證；驅動CASA模型數據包括降水、氣溫、輻射、潛在蒸散發、土地利用數據及歸一化植被指數。

4.根據權利要求1所述的一種基于三維結構的干旱對凈初級生產力影響的評估方法，其特征在于，所述識別干旱斑塊，具體為：基于SEDI指數的三維干旱圖，捕捉每一時間維度內干旱斑塊；不同干旱指數，基于不同的閾值來識別干旱；而SEDI與標準降水蒸散指數都采取同樣的標準化方法，SEDI值與標準化降水蒸散指數的概率分布基本一致，故當SEDI值小于-1時，判定干旱的發生；從初始時間維度識別干旱斑塊，對于初始月份的二維區域圖，遍歷搜索網格內的所有SEDI值；當某一格網值低于-1時，則鑒定為干旱的起點，相鄰區域的網格也被檢測；如相鄰網格SEDI值也小于-1，則將該網格歸為當前干旱斑塊；搜索過程直到區域圖內沒有網格處于干旱狀況；識別完初始時間維度內干旱斑塊后，繼續識別隨后時間維度的干旱斑塊。

5.根據權利要求4所述的一種基于三維結構的干旱對凈初級生產力影響的評估方法，其特征在于，所述干旱斑塊的選取，選擇面積大于某一閾值的干旱斑塊；斑塊面積閾值設定為具體實施例區域面積的1.6％；當干旱斑塊低于此閾值，則不考慮此斑塊，而高于此閾值，則選取為干旱斑塊。