[发明专利]一种基于遥感的林下光照强度估测方法

说明书

本发明公开了一种基于遥感的林下光照强度估测方法，包括以下步骤：步骤1：确定待测区域与光照相关的参数；所述的光照相关的参数包括一天当中可能受太阳辐射的总时间h_t以及太阳位置参数；步骤2：计算冠层上方太阳总辐射量；待测区域中冠层上方太阳总辐射量由局部入射角方向的太阳直射辐射、散射辐射以及地表反射辐射组成，即：G_i＝B_i+D_i+R_i；步骤3：利用卫星遥感影像反演叶面积指数，基于比耳—朗伯定律，根据冠层上方太阳总辐射计算得出林下光照强度。该基于遥感的林下光照强度估测方法易于实施，成本低，且准确度高。

技术领域

本发明涉及一种基于遥感的林下光照强度估测方法。

背景技术

林下光照强度对林下环境异质性及动植物的生理生态过程有着重要作用，受到的关注日益增加，但目前仍处于起步阶段。由于受到太阳高度角和方位角的日变化和季节性变化、复杂的大气状况和局部地面环境的影响，林下光照不仅存在日变化和季节变化，同时也表现出复杂的三维空间异质性，所以测量林下光照强度十分困难。传统的直接测量方法(如照度计)只能监测到林下有限数量测量点的光照强度在监测时间内的变化。间接测量方法(如半球面影像方法)虽具有简单、快速等优点，但一次也只能测量某一点的光照强度。上述两类方法在不同程度上存在工作量大、过程冗繁、破坏性强、耗时耗力等问题。遥感技术凭借长期、连续、稳定、高效的观测优势，在生态环境监测研究中得到了广泛应用，但至今，并没有一种通用、可重复测量森林区域光照强度的方法；同时，对林下光照的测量研究极少。因此，找到一种快速、客观、可重复、以及可信度较高的林下光照监测方法具有重要意义，对认识开发我国森林事业具有重要的作用。

因此，有必要设计一种基于遥感的林下光照强度估测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于遥感的林下光照强度估测方法，该基于遥感的林下光照强度估测方法易于实施。

发明的技术解决方案如下：

一种基于遥感的林下光照强度估测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定待测区域与光照相关的参数；

所述的光照相关的参数包括一天当中可能受太阳辐射的总时间h_t(又称为太阳辐射时间h_t)以及太阳位置参数；

太阳位置参数包括太阳高度角α和方位角α_s；

α用于水平表面太阳直射辐射计算，参见公式14，以及用于局部入射角方向散射辐射(W/m²)计算，参见公式19等等；

α_s用于山体阴影影响系数计算，参见公式18；

h_t用于计算太阳时角h_s，参见公式6。

步骤2：计算冠层上方太阳总辐射量；

待测区域(即具体地形环境)中冠层上方太阳总辐射量由局部入射角方向的太阳直射辐射、散射辐射以及地表反射辐射组成，即：

G_i＝B_i+D_i+R_i；

其中G_i、B_i、D_i和R_i分别为冠层上方太阳总辐射量、局部入射角方向的太阳直射辐射量、散射辐射量以及地表反射辐射量；