[发明专利]基于反射率-植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法和应用

说明书

本发明属于地表蒸散发遥感估算技术领域，涉及基于反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法和应用。该方法包括：获取目标区域在预设时间尺度的相关数据；确定基于反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法的原理与定义，以及反射率－植被覆盖度二维空间中蒸发比的变化规律；根据长时间序列遥感短波红外反射率数据和植被覆盖度数据，确定反射率－植被覆盖度二维空间的干湿边，构建反射率－植被覆盖度的二维空间；根据扩展的P－T方程，以及构建的反射率－植被覆盖度二维空间中蒸发比的变化，确定与蒸发比相关的参数φ；基于所确定的参数φ，计算预设时间尺度的蒸散发。本发明对于准确地利用遥感手段获取地表蒸散发具有重要意义。

技术领域

本发明属于地表蒸散发遥感估算技术领域，具体而言，涉及一种基于反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法和应用。

背景技术

蒸散发(Evapotranspiration，ET)是地表水循环与能量平衡的重要组成部分，决定了土壤－植被－大气系统中的水、热传输，其定量估算在水文学、气象学、农学、地学等学科研究中，都发挥着重要的作用。而遥感技术从技术性、经济性和实效性等方面来看，被认为是获得地球表面区域尺度蒸散发分布最有效的方法。

目前，已发展的遥感蒸散发估算方法有一源模型、二源模型和地表温度－植被指数三角形/梯形模型。地表温度－植被指数三角形/梯形模型进行地表蒸散发的遥感估算，通常只需要遥感数据和少量气象数据作为输入，方法简单，已得到了广泛的应用。但是传统的地表温度－植被指数三角形/梯形模型具有以下局限性：(1)需要可见光与热红外相配套的数据，这样直接排除了没有热红外波段而只有可见光波段卫星遥感传感器的应用；(2)由于地表温度不仅受土壤含水量的影响，还受太阳辐射、空气温度、相对湿度和风速等气象要素的影响，故无法仅利用卫星单一过境数据或长时间序列数据开展地表温度－植被指数三角形/梯形模型的干边和湿边确定，而需要耗时进行每一天参数的计算和校准，限制了该方法的应用。

有别于热红外地表温度数据，遥感短波红外波段的反射率数据，只与下垫面水分含量有关，不随周围大气参数的变化而变化，因此，利用遥感短波红外反射率数据构建方法可以克服上述传统方法的两个局限性。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种基于反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法，以克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种所述的基于反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法在地表蒸散发研究领域中的应用。

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反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法，所述方法包括以下步骤：

获取目标区域在预设时间尺度的相关数据；

确定基于反射率－植被覆盖度二维空间的蒸散发遥感反演方法的原理与定义，以及反射率－植被覆盖度二维空间中蒸发比的变化规律；

根据长时间序列遥感短波红外反射率数据和植被覆盖度数据，确定反射率－植被覆盖度二维空间的干湿边，构建反射率－植被覆盖度的二维空间；

根据扩展的Priestley－Taylor方程，以及所构建的反射率－植被覆盖度二维空间中蒸发比的变化，确定与蒸发比相关的参数φ；

基于所确定的参数φ，计算所述时间尺度的蒸散发。

作为进一步优选技术方案，所述相关数据包括目标区域在预设时间尺度的气象数据、预设时间尺度的遥感反演地表净辐射和土壤热通量数据，以及长时间序列遥感短波红外反射率数据和植被覆盖度数据；

优选地，所述气象数据包括空气温度数据、大气压强数据和相对湿度数据。