ABC W内时，MTME对运些输入参数较不敏感， 当P点在Ξ角形ACDW内时，MTME模型对运些参数较敏感。P点在Ξ角形ABCW内，对应着植被 蒸散接近潜在最大的状态，此时植被不受干旱的胁迫。而P点在Ξ角形ACDW内的情形，对应 着植被受到干旱胁迫的情景。运意味着，本发明方法在植被不发生干旱时，稳定性较高，但 在植被发生干旱的时期，可能具有一定的不稳定性。
【主权项】
1. 一种基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法，其包括： 步骤1，利用遥感数据产品获取地表温度和植被盖度； 步骤2，构建地表温度与植被盖度两阶段特征空间； 步骤3,利用地表温度与植被盖度两阶段特征空间提取植被和裸土的组分温度； 步骤4,结合地表温度与植被盖度两阶段特征空间和?1^681：167-1371〇1'公式计算植被 和裸土组分的蒸发比； 步骤5,根据辐射收支平衡方程计算植被组分的可利用能量和裸土组分的可利用能量； 步骤6，通过地表蒸散的二源模式计算输出植被蒸腾、土壤蒸发、及地表蒸散。2. 如权利要求1所述的基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法， 其特征在于： 步骤1中，利用MODIS遥感数据产品，根据MODIS产品的质量文件，通过十进制向二进制 的转换，实现低质量和无效的MODIS地表温度(LST)和植被指数(NDVI)数据的自动过滤； 然后，利用数据产品转换公式，获取地表温度(LST)和植被指数(NDVI); 最后，利用植被指数(NDVI)通过式1计算植被覆盖度(fv):式中，NDVImin对应于裸土; NDVImax对应于全覆盖植被，两者的取值分别设为0.2和0.86; 其中NDVI由MOD IS产品获得。3. 如权利要求2所述的基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法， 其特征在于： 步骤2中，所述地表温度与植被盖度两阶段特征空间由干边和湿边确定；其中，所述湿 边为一水平直线，其对应的地表温度等于近地表气温(Ta)，近地表气温(Ta)由气象站实测得 到； 所述干边为一倾斜直线，其由裸土表面温度(Tsmax)和植被表面温度(Tv max)确定;其中， 对于位于干边上的裸土，裸土表面温度(Tsmax)通过式2计算： asX (Tsmax)4+bsX (Tsmax)3+csX (Tsmax)2+dsX (Tsmax)+es = 0 (式2); 式2中的系数设置如下：式3中，as~es为针对裸土的系数； es为裸土发射率，为0.95; σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，为5.67 X 1(T8W · nf1 · ΙΓ4; Ρ为空气密度，为1.293kg 空气的质量定压热容，为1005.OJ · kg< · ITSr/为 裸土表面的空气动力学阻抗，由式8确定；η为土壤热通量与地表净辐射通量的比值，为 0.35； ^为空气的发射率，由式6确定;as为裸土表面反照率，为0.3;Sd代表下行太阳短波辐 射，由气象站实测得到;Ta为近地表气温，实测获得； 对于位于干边上的植被，植被表面温度(Tvmax)，通过式4计算： avX (Tvmax)4+bvX (Tvmax)3+cvX (Tvmax)2+dvX (Tvmax)+ev=0 (式4); 式4中的系数设置如下：式5中，av~ev为针对植被的系数； εν为植被发射率，为0.98; rav为植被表面的空气动力学阻抗，由式12确定;αν为植被表面反照率，为0.2; ea为空气 的发射率，通过式6确定：式6中，LV = 2.5X106J · kg-^1^ = 4611 · kg-1 · 1(+^1^ = 2731(4为近地表气温，实测获 得;Ta与Td的单位均为K; Td为露点温度，Td通过式7计算：式7中，a= 17.27 ;b = 237.7°C ;RH为相对湿度，单位为百分比，实测获得;式7中，1与丁(1 的单位均为摄氏度； 式3中，ras通过式8计算：式8中，uim为裸土表面1米高处的风速，单位m/s; u*为摩擦速度，单位m/s，实测获得;k为 von Karman常数，为0.41; Zm风速的参考高度，为lm; d为零平面位移，对于裸土为Om; z〇m为动 量传输的粗糙度长度，对于裸土为〇.〇〇5m; ⑴和别是稳定度校正系数，由式10 或式11确定； 稳定度校正系数*111(1)和'1/吨_：)的计算与裸土表面1〇11；[11-013111^1〇￥长度（1^)的取值有 关，其中Ls可通过式9确定：式9中，g为重力加速度，取值9.8m/s2; Hs为裸土表面的感热通量； 当1^<0时，通过下式计算稳定度校正系数： i \ ^ /当1^>0时，通过下式计算稳定度校正系数： . K L J式5中，rav由式12确定：式12中，ζτ为气温观测的参考高度，为2m;Zcih与植被高度(hc)有关，Zcih = hc/70m，植被高 度(h。)实测获得；心)为稳定度校正系数，通过式14或15确定，与植被表面Monin- Obukhov长度(Lv)的取值有关； 针对植被表面，Lv通过式13确定：当Lv<0时，通过式14计算，丨:.丨和少-丨，当Lv>0时，通过式15计算甲和)和^:」：以Tsmax = Tvmax = Ta为初始条件，利用迭代方式，通过上述式2-式15计算得到新的TsmalP T/ax值，判断新值和旧值之间的差异，设置判断阈值，当差异大于阈值时，用新值代替旧值， 继续迭代计算;当小于阈值时，输出最终结果的T smax和Tvmax值。 计算得到最终结果的Tsmax和Tvmax值后，得到干边的数学式，如式16所示： LST= (Tvmax-Tsmax) X fv+Tsmax (式 16) 式16中，Tvmax-Tsmax表示干边的斜率;T smax表示干边的截距;f v为植被覆盖度。4.如权利要求3所述的基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法， 其特征在于： 在步骤3中，将所示地表温度与植被盖度的两阶段特征空间分为上三角形ABC、下三角 形ACD;地表温度与植被盖度的散点如位于下三角形ABC之中，则为P点，地表温度与植被盖 度的散点如位于上三角形A⑶之中，则为P'点； 对于P点，植被组分温度(IV)和裸土组分温度(Ts)通过式17确定：式17中，0P和ON分别代表0点到P点以及0点到N点的垂直距离，OP/ON通过式18计算：式18中，LST代表P点的地表温度； 对于P'点，T4PTS通过式19确定：式19中，MP'和MO分别代表Μ点到P'点以及Μ点到0点的垂直距离，MP' /MO可通过式20计 算：式20中，LSf代表P '点的地表温度； 其中〇点为地表温度与植被盖度两阶空间的原点。5. 如权利要求4所述的基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法， 其特征在于： 在步骤4中， 如果地表温度与植被盖度的散点位于下三角形ABC空间内，即为P点，那么其所对应的 裸土组分的蒸发比(EFS)和植被组分的蒸发比(EFV)可通过式23计算：式23中，0Ρ/0Ν通过式18计算； 如果地表温度与植被盖度的散点位于上三角形ACD空间内，即为P'点，那么其所对应的 裸土组分的蒸发比(EFS)和植被组分的蒸发比(EFV)可通过式24计算：式24中，MP'/M0通过式20计算； 其中，△为饱和蒸汽压曲线在某空气温度处的斜率；γ为湿度计常数； Δ/(Δ + γ )与近地表气温密切相关，采取式22确定：6. 如权利要求5所述的基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法， 其特征在于： 在步骤5中，植被组分的可利用能量Qv和裸土组分的可利用能量Qs，可通过式25计算：'/.卯仪利安豕6所还的st?恐地衣湿皮与m骰盍皮_阶纪1日」探测地表蒸散的方法， 其特征在于： 在步骤6中，植被蒸腾通过植被蒸腾潜热通量(LEv)表现，植被蒸腾潜热通量LEv通过式 26计算： LEv = EFvXQv (式 26) 土壤蒸发通过土壤蒸发潜热通量(LES)表示，土壤蒸发潜热通量LES通过式27计算： LEs = EFsXQs (式 27) 地表蒸散通过地表蒸散潜热通量(LE)表现，地表蒸散潜热通量(LE)通过式28计算： LE = fvXLEv+(l-fv) XLEs (式28)。
【专利摘要】一种基于遥感地表温度与植被盖度两阶空间探测地表蒸散的方法，其包括：步骤1，利用遥感数据产品获取地表温度和植被盖度；步骤2，构建地表温度与植被盖度两阶段特征空间；步骤3，利用地表温度与植被盖度两阶段特征空间提取植被和裸土的组分温度；步骤4，结合地表温度与植被盖度两阶段特征空间和Priestley-Taylor公式计算植被和裸土组分的蒸发比；步骤5，根据辐射收支平衡方程计算植被组分的可利用能量和裸土组分的可利用能量；步骤6，通过地表蒸散的二源模式计算输出植被蒸腾、土壤蒸发、及地表蒸散。
【IPC分类】G01N21/17
【公开号】CN105628618
【申请号】CN201510964656
【发明人】孙灏
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月21日