[发明专利]基于参考像元信息的区域地表蒸散发遥感估算方法

说明书

本发明属于区域地表蒸散发遥感反演技术领域，涉及基于参考像元信息的区域地表蒸散发遥感估算方法。本发明的方法包括：初步构建该方法所需要的输入数据；确定参考干湿点的地表温度；根据干、湿两种极限条件下的地表特征状况，建立地表温度和地气温差之间的线性关系；对于研究区内某一给定像元，基于建立的地表温度和地气温差之间的线性关系，由遥感反演的地表温度计算该像元的地气温差；根据整体传输空气动力学方程、地表能量平衡方程，计算得到区域地表蒸散发。本发明能有效解决区域地表蒸散发估算精度高度依赖于研究区内干湿点的人工选择、需要研究区内存在干湿点而干湿点的人工选择主观性较大，而导致的区域地表蒸散发遥感估算较困难的问题。

技术领域

本发明属于区域地表蒸散发遥感反演技术领域，具体而言，涉及一种基于参考像元信息的区域地表蒸散发遥感估算方法。

背景技术

地表蒸散发是区域和全球尺度上水分和能量交换过程中的主要关键变量，是陆地表层水循环和能量循环过程中最难估算的分量。利用遥感估算地表蒸散发，对于研究区域和全球辐射能量的分配机制机理和中长期气候预报与评估具有重要的作用，对农业、水文和气候变化等具有现实的意义。由于地表的空间异质性，常规的站点观测(涡动相关观测方法和大孔径闪烁仪观测方法等)难以获取区域或全球尺度上的地表蒸散发。随着卫星遥感技术的迅速发展，利用遥感可以获取丰富的地表特征参量，卫星遥感技术被认为是高时效、高精度获取区域或全球尺度上地表蒸散发分布的方式。

目前，物理基础坚实的单源和双源地表能量平衡模型广泛地用于地表蒸散发的遥感估算上，但是，许多代表模型的精度高度依赖于干湿点的人工选择，而干湿点的人工选择具有较大的主观性，对操作者的要求较高，限制了其估算精度。应用地表能量平衡模型估算地表蒸散发时需要研究区内存在极干、极湿点，很大程度上限制了其实用性。因此，发展一种基于参考像元信息的区域地表蒸散发遥感估算方法，对于准确有效地获取区域范围内地表蒸散发的分布具有重要的现实意义。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于参考像元信息的区域地表蒸散发遥感估算方法，以克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种基于参考像元信息的区域地表蒸散发遥感估算方法，所述方法包括以下步骤：

S1：初步确定所述方法所需要的输入数据，构建输入数据集；

S2：通过计算参考极干点和参考极湿点的地表温度，构建地表温度和地气温差的线性关系；

S3：利用整体传输空气动力学方程和地表能量平衡方程，估算得到区域地表蒸散发。

作为进一步优选技术方案，步骤S1中，所述输入数据包括遥感数据和气象数据；

优选地，所述遥感数据包括地表温度、反照率、发射率和植被指数；

优选地，所述气象数据包括风速、气压、空气温度、湿度和辐射数据。

作为进一步优选技术方案，步骤S2包括：

S21：分别定义参考极干点和参考极湿点，确定参考极干点和参考极湿点的地表温度；

S22：根据参考极干和极湿两种极限条件下的地表特征状况，建立地表温度和地气温差之间的线性关系。

作为进一步优选技术方案，步骤S21中，参考极干点定义为无土壤水分可供利用、蒸散发为0、感热通量达到最大值的参考干燥裸土像元；

和/或，参考极湿点定义为水分供应充足、植被高度为0.12m、反照率为0.23、地表阻抗为70s/m的参考湿润草地像元，蒸散发为参考蒸散发。