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    重庆时时彩提现要求: 一种基于端元信息模型估算土壤和植被蒸散发的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201611234428.8

    申请日:

    2016.12.28

    公开号:

    CN106771073A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):G01N 33/24登记生效日:20180912变更事项:申请人变更前权利人:中国科学院地理科学与资源研究所变更后权利人:中国科学院地理科学与资源研究所变更事项:地址变更前权利人:100101 北京市朝阳区大屯路甲11号变更后权利人:100101 北京市朝阳区大屯路甲11号变更事项:申请人变更后权利人:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/24申请日:20161228|||公开
    IPC分类号: G01N33/24 主分类号: G01N33/24
    申请人: 中国科学院地理科学与资源研究所
    发明人: 唐荣林; 李召良; 姜亚珍; 唐伯惠; 吴骅; 刘萌; 王桐
    地址: 100101 北京市朝阳区大屯路甲11号
    优先权:
    专利代理机构: 北京志霖恒远知识产权代理事务所(普通合伙) 11435 代理人: 孟阿妮
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611234428.8

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2018.10.26|||2018.10.02|||2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    授权|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于端元信息模型估算土壤和植被蒸散发的方法,包括以下四个步骤:步骤1:确定基于端元信息模型的结构,建立基于端元信息模型,初步构建基于端元信息模型的输入数据集;步骤2:进行基于端元信息模型中土壤??植被系统中能量平衡各分项在土壤和植被中的分解;步骤3:利用地表能量平衡理论和Penman??Monteith方程,计算基于端元信息模型四个极限端元的地表温度;步骤4:估算得到基于端元信息模型中位于端元之间其他像元的地表温度和蒸散发。本发明能够有效考虑下垫面表层含水量和根区含水量对土壤蒸发和植被蒸腾的不同响应过程,提高估算下垫面地表土壤和植被蒸散发的精度。

    权利要求书

    1.一种基于端元信息模型估算土壤和植被蒸散发的方法,包括以下步骤:
    步骤1:确定基于端元信息模型的结构,建立基于端元信息模型,初步构建基于端元信
    息模型的输入数据集;
    所述基于端元信息模型包括一条湿边和两条干边,基于端元信息模型的定义过程为:
    当土壤表层和根区含水量充足时,土壤和植被均处于最大蒸发,对应状态定义为“湿边”;当
    土壤表层含水量为0,土壤蒸发为0,而植被仍处于潜在蒸发的临界状态定义为“干边I”,即
    土壤干边;当土壤表层含水量为0,根区含水量开始减少,植被蒸腾减小,直至为0的临界状
    态定义为“干边II”,即植被干边;
    所述基于端元信息模型根据土壤和植被的含水量和蒸散发的极限值,定义以下四个极
    限端元:
    1)干燥裸土端元,表层土壤含水量为0,蒸散为0;
    2)干燥植被端元,表层和根区土壤含水量为0,蒸散为0;
    3)湿润裸土端元,处于潜在蒸散;
    4)湿润植被端元,处于潜在蒸散;
    所述基于端元信息模型中,进行极限端元温度计算之前,首先需要进行土壤和植被系
    统中土壤和植被组分能量的分解,根据各自组分分解得到的能量进行各端元温度的计算。
    步骤2:根据土壤-植被系统的能量平衡方程,
    Rn-G-H-LE=0 (1)
    进行基于端元信息模型中土壤-植被系统中能量平衡各分项在土壤和植被中的分解运
    算;其中,Rn,G,H和LE分别为地表净辐射、土壤热通量、感热通量和潜热通量(蒸散发的能量
    表述形式),单位均为W/m2;
    各能量通量的土壤和植被组分分解步骤为:
    步骤2011:将净辐射分解为土壤净辐射Rn,s和植被净辐射Rn,v,
    Rn=Rn,s+Rn,v (2)
    步骤2012:土壤热通量仅为土壤中能量,
    G=Gs (3)
    步骤2013:将感热通量分解为土壤感热通量Hs和植被感热通量Hv,
    H=Hs+Hv (4)
    步骤2014:将潜热通量分解为土壤潜热通量LEs和植被潜热通量LEv,
    LE=LEs+LEv (5)
    其中,上述公式的下标s和v分别表示土壤和植被组分;
    步骤3:在步骤2进行土壤和植被组分能量分解的基础上,利用地表能量平衡理论和
    Penman-Monteith方程,计算基于端元信息模型四个极限端元的地表温度,具体包括以下步
    骤:
    步骤3011:在步骤2011分解得到土壤组分净辐射Rn,s和步骤2012得到土壤热通量Gs的基
    础上,计算干燥裸土端元的温度Tsd,

    步骤3012:在步骤2011分解得到植被组分净辐射Rn,v的基础上,计算干燥植被端元的温
    度Tvd,

    步骤3013:在步骤2011分解得到的土壤组分净辐射Rn,s和步骤2012得到土壤热通量Gs的
    基础上,计算湿润土壤端元的温度Tsw,

    步骤3014:在步骤2011分解得到植被组分净辐射Rn,v的基础上,计算水分充足植被端元
    的温度Tvw,

    其中,ρ为空气密度(kg/m3);Cp是定压比热(J/(m·K));γ为干湿球常数(kPa/℃);Δ为
    饱和水汽压差对温度的斜率(kPa/℃);VPD为水气压亏缺(kPa);Ta为近地表气温(K);rvw和
    rvd分别为供水充足和干燥的植被冠层阻抗(s/m);rav和ras分别为植被和土壤上层的空气动
    力学阻抗(s/m),

    其中,k为von karman常数;u为风速(m/s);zu和zt分别为风速和空气温度的测量高度
    (m);Ψm和Ψh分别为动量和热量稳定度校正函数;d为零平面位移(m);zom是地表动量粗糙
    度(m);zoh是热量传输粗糙度(m);
    对于rav,d=0.67h,zom=0.1h,zoh=0.1zom,h为植被高度;
    对于ras,d≈0m,zom=0.005m,zoh=0.0005m;
    步骤4:在步骤3得到四个极限端元的地表温度的基础上,估算基于端元信息模型中位
    于四个极限端元之间像元对应下垫面的土壤和植被的温度和蒸散发,最终得到研究区所有
    像元土壤和植被的温度和蒸散发值。
    2.根据权利要求1所述的基于端元信息模型估算土壤和植被蒸散发的方法,其特征在
    于:所述步骤4中估算下垫面土壤和植被温度和蒸散发的步骤如下:
    步骤4011:根据步骤3011-3014得到的四个极限端元的温度中,Tsd和Tvd分别代表土壤和
    植被温度的最大值,Tsw和Tvw代表土壤和植被温度的最小值,位于四个极限端元之间的部分
    植被覆盖地表的温度则处于该最大值和最小值之间,计算步骤为:
    (a)首先计算植被覆盖率(Fv),

    其中NDVImin和NDVImax分别为对应裸土的最小NDVI以及对应全植被覆盖的最大NDVI,研
    究中通常分别设定为0.2和0.86;
    (b)通过Tsd,Tvw和Fv可以定义土壤表层含水量为0,植被开始受水分胁迫像元的临界地
    表温度(T*),

    步骤4012:当遥感影像像元的地表温度低于或者等于临界地表温度时(TR≤T*),土壤蒸
    发处于0到潜在值之间,植被处于潜在蒸发;
    (a)给定遥感反演的混合地表温度(TR),假定土壤蒸发随土壤温度线性变化,分别计算
    植被和土壤组分的温度:
    Tv=Tvw (13)

    (b)分别计算植被和土壤组分的潜热通量(LEv和LEs):


    当遥感影像像元的地表温度低于或者等于临界地表温度时,通过该步骤即可得到像元
    中植被和土壤组分的温度和潜热通量,该像元对应的状态中植被处于潜在蒸发,而土壤蒸
    发处于最大值和0之间;
    步骤4013:当遥感影像像元的地表温度高于或者等于临界温度时(TR≥T*),土壤表层没
    有可利用水供给土壤蒸发,土壤蒸发为0,植被组分在缺水胁迫状态下进行蒸腾;
    (a)假定植被蒸腾随着植被温度的变化而线性变化,分别计算该状态下对应的植被和
    土壤温度:
    Ts=Tsd (17)

    (b)分别计算该状态下对应的植被和土壤的潜热通量(LEv和LEs):

    LEs=LEsd=0 (20)
    当遥感影像像元的地表温度高于或者等于临界地表温度时,通过该步骤即可得到像元
    的植被和土壤组分的温度和潜热通量,该像元对应的状态中土壤蒸发已减小为0,而植被受
    水分胁迫,蒸发处于最大值和0之间。
    3.根据权利要求1所述的基于端元信息模型估算土壤和植被蒸散发的方法,其特征在
    于:所述步骤1中基于端元信息模型的输入数据集,具体包括植被参数、气象数据和遥感数
    据。

    关 键 词:
    一种 基于 信息 模型 估算 土壤 植被 蒸散 方法
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