[发明专利]一种基于遥感资料的区域碳通量估算方法

权利要求书

1.一种基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用中尺度气象模式输出结果，为植被光合呼吸模型提供目标区域范围的空间信息和所需的气象场数据；

(2)通过MODIS卫星反演得一年以上的到地面植被指数资料；所述地面植被指数包括增强型植被指数EVI和地表水分指数LSWI；根据WRF给出的区域范围和空间信息，对MODIS资料进行采样、切割、合并、插补和质量控制，获取EVI、LSWI，并插值到目标区域；

(3)提取高精度植被类型资料，对目标区域土地利用类型进行分类；

(4)针对不同地区特征，根据目标区域内1年以上历史观测资料，利用光响应方程对VPRM默认的参数进行优化，以适应目标区域的碳通量估算；

(5)最后，基于所建立的目标区域信息、反演得到的关键数据和优化的参数资料，使用VPRM模型对目标区域进行碳通量估算。

2.根据权利要求1所述的基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于：通过WRF模拟得到高分辨率空间信息、气温和向下短波辐射。

3.根据权利要求1所述的基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于：所述EVI、LSWI参数通过空间差值方式放入到目标区域格点。

4.根据权利要求1所述的基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于：使用R语言提取SYNMAP植被类型，由于SYNMAP植被类型分辨率为1 km，因此需要与4 km分辨率进行配对，将目标区域的植被类型细分为8种类型后再进行空间匹配。

5.根据权利要求1所述的基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于：VPRM默认的参数包括λ、PAR₀、α和β；λ代表最大光量子效率或最大光能利用率，PAR₀代表光合有效辐射的半饱和值；α和β为相关呼吸参数。

6.根据权利要求1所述的基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于：在VPRM模式中，NEE净生态系统碳交换量的计算包括两部分：由光照驱动计算的总生态系统交换量GEE和由温度驱动的生态系统呼吸项R；其具体表达式如下，

N e e = - λ × T s c a l e × W s c a l e × P s c a l e × E V I × 1 1 + P A R PAR 0 × P A R + α × T + β - - - ( 3 ) ]]>

式中，右边第一项代表总生态系统碳交换量GEE，λ代表最大光量子效率或最大光能利用率，PAR₀代表光合有效辐射的半饱和值；PAR代表光合有效辐射，EVI为增强型植被指数，它可用来表征植被吸收的光合有效辐射与光合有效辐射的比例FAPAR_PAV；T_scale、W_scale和P_scale分别表示温度、水分胁迫和叶面性状对光合作用的影响函数，通过下列各式计算：

T s c a l e = ( T - T m i n ) ( T - T m a x ) ( T - T m i n ) ( T - T m a x ) - ( T - T o p t ) 2 - - - ( 4 ) ]]>

W s c a l e = 1 + L S W I 1 + LSWI m a x - - - ( 5 ) ]]>

P s c a l e = 1 + L S W I 2 - - - ( 6 ) ]]>

其中，T为气温，T_min、T_max和T_opt分别代表光合作用的最小、最大和最适温度；当空气温度低于T_min，T_scale取值为0；

LSWI为地表水分指数，LSWI_max是每个站点或模式格点生长季内最大的LSWI值；

公式(3)右边第2和3项代表呼吸过程对NEE的贡献；其中α和β为相关呼吸参数，可根据观测资料进行优化调整。

7.根据权利要求1所述的基于遥感资料的区域碳通量估算方法，其特征在于：所述碳通量估算估算时长1年，时间分辨率为1小时，空间分辨率为4km×4km。