[发明专利]一种基于热成像技术的屋顶植被蒸散发量测定方法

说明书

本发明提供一种基于热成像技术的屋顶植被蒸散发量测定方法，包括：获取屋顶植被的热红外图像，处理分析所述热红外图像得到参考植被冠层表面温度值T_p和植被冠层表面温度温度值T_c；获取拍摄场地的气象数据信息；基于所述气象数据信息以及参考植被冠层表面温度值T_p和植被冠层表面温度温度值T_c计算得到植物蒸腾速率T和土壤蒸发速率E；根据所述植物蒸腾速率T和土壤蒸发速率E得到屋顶植被蒸散发速率ET，以及进一步得到屋顶植被蒸散发量Ev。本发明提供的基于热成像技术的屋顶植被蒸散发量测定方法适用于观测不规则分布的植被，不受对流干扰，可以在不接触植被的情况下，可精准测量城市绿色屋顶蒸散发量。

技术领域

本发明涉及生态监测技术领域，特别涉及一种基于热成像技术的屋顶植被蒸散发量测定方法。

背景技术

城市绿化面积伴随着城市化扩大不断减少，这直接导致城市热岛效应增强、城市径流增大等问题。绿色屋顶植被是增加城市绿化面积的有效措施，在具备观赏性的同时，可以有效缓解上述问题。在城市空间日益紧张，城市绿地增加有限的情况下，绿色屋顶植被以越来越受到人们的欢迎。

城市绿色屋顶植被的水量平衡是一项研究重点，基本的平衡关系是“降水＝土壤含水率增加+径流+蒸散发”。蒸散发量是绿色屋顶水量平衡重要的一环，准确的对屋顶植被的蒸散发量进行测量显得尤为重要。

目前，传统上植被蒸散发的测量方法包括蒸渗仪法、波文比法和树干液流法。蒸渗仪法，它的原理是通过称重的方法，利用质量平衡，计算出一定时间段内植被蒸散发量。它的优点是精度高，缺点是只适合实验室小范围使用，无法在城市绿色屋顶植被蒸散发量观测中广泛使用。波文比法、涡度相关法等微气候学方法，这类方法使用尺度大，同时灵敏度高，反应速度快，但是由于混合长度的需要，这类方法适用于平坦均匀地表，对于城市绿色屋顶植被这种块状分布，可能存在对流干扰的环境，微气候学方法适用效果不佳。树干液流法，将传感器插入树干，测量木质部通过的水量，从而计算出植被蒸腾量，此方法适用于乔木蒸腾量的测量。而城市绿色屋顶植被通常为草本植物，不适用于树干液流法。

因此，急需提供一种能准确测量屋顶植被蒸散发量的方法。

发明内容

针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种基于热成像技术的屋顶植被蒸散发量测定方法，适用于观测不规则分布的植被，不受对流干扰，可以在不接触植被的情况下，可精准测量城市绿色屋顶蒸散发量。

本发明具体的技术方案如下：

一种基于热成像技术的屋顶植被蒸散发量测定方法，包括如下步骤：

步骤S1，首先获取屋顶植被的热红外图像，处理分析所述热红外图像得到参考植被冠层表面温度值T_p和植被冠层表面温度温度值T_c；

具体的，采用Envy软件和SmartView软件处理分析所述热红外图像，提取研究区域植被的温度最大值作为参考植被冠层表面温度值T_p，提取研究区域植被冠层的平均温度作为植被冠层表面温度温度值T_c。

步骤S2，获取拍摄场地的气象数据信息；具体的，气象数据信息包括气温T_a、蒸发土壤面的净辐射量R_n、参考土壤的净辐射量R_nd、蒸发土壤面的土壤热通量G、参考土壤的土壤热通量G_d、蒸发土壤面的表面温度T_s、参考土壤的表面温度T_sd、植被的净辐射量R_p、参考植被净辐射量R_np。

步骤S3，基于所述气象数据信息以及参考植被冠层表面温度值T_p和植被冠层表面温度温度值T_c计算得到植物蒸腾速率T和土壤蒸发速率E；