[发明专利]一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法

权利要求书

1.一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取研究区作物生长季的多时相高分辨率遥感影像，获取常规气象观测数据，并收集研究区DEM数据；

步骤S2：对多时相高分辨率遥感影像进行农作物种植信息提取，得到研究区农作物分布数据；

步骤S3:根据研究区农作物分布数据、常规气象观测数据和研究区DEM数据，构建SEBAL模型；

步骤S4：基于SEBAL模型计算农业区遥感影像获取时刻的瞬时蒸散发；

步骤S5：利用正弦函数法将瞬时蒸散发扩展到日蒸散发；

步骤S6：基于作物生长季蒸散发变化规律将日蒸散发进行时间尺度扩展估算得到农业区作物生长季蒸散发的空间分布。

2.根据权利要求1所述的一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，其特征在于：所述常规气象观测数据包括逐日平均气温(℃)、降水量(mm)、相对湿度(％)和风速(m/s)。

3.根据权利要求1所述的一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

步骤S41：计算地表净辐射通量R_n，计算公式如下：

R_n＝(1-α)R_s↓+R_L↓-R_L↑-(1-ε₀)R_L↓；

式中，α是地表反照率，R_s↓是入射到达地表的太阳短波辐射，R_L↓是入射的长波辐射，R_L↑是反射的长波辐射；ε₀是地表比辐射率。

步骤S42:计算土壤热通量G，计算公式如下：

式中，T_s为地表温度，α为地表反照率，NDVI为归一化植被指数，c₁₁是卫星校正系数，过境时间在地方时12点以前取0.9，在12点到14点之间取1.0。

步骤S43:计算土壤热通量H，计算公式如下：

式中，ρ_air是空气密度，C_p是空气定压比热，dT为距离地面高Z₁和Z₂处的温差，r_ab是空气动力学阻抗。

步骤S44:将地表辐射通量R_n、土壤热通量G、感热通量H带入能量平衡方程，求出卫星过境时刻的潜热通量λET，具体计算公式如下：

R_n＝G+H+λET；

式中，R_n为净辐射通量(J·m^-2·s^-1)；G为土壤热通量(J·m^-2·s^-1)；H为感热通量(J·m^-2·s^-1)；λET为卫星过境时刻的潜热通量(J·m^-2·s^-1)。

步骤S45：利用计算得到的潜热通量λET，求出卫星过境时刻的瞬时蒸发散ET_inst，具体计算公式如下：

λ＝(2.501-0.002361×(T_S-273.15))×10⁶；

式中，ET_inst为瞬时蒸散法(J·m^-2·s^-1)；λ为汽化潜热(J·m^-2·s^-1)。

4.根据权利要求3所述的一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：将瞬时蒸散发量通过正弦函数估算日蒸发散，具体计算公式如下：

式中，N_E为日蒸散时数，t为日出到卫星过境时刻的时间间隔，ET_daily为日蒸发散，ET_inst为瞬时蒸发散。

5.根据权利要求4所述的一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：

步骤S61：干旱区农作物生长季的蒸散发变化规律符合正弦函数形式：

式中，x为影像获取日期DOY(Day of Year),y为日蒸散发(mm/day)；y₀、A、x_c、w为正弦函数公式中的四个未知参数，根据每个像元已经计算的日蒸散发数值拟合确定；

步骤S62：根据正弦函数形式，利用步骤S5获得的每个像元多时相的日蒸散发进行最小二乘拟合，获得各像元的y₀、A、x_c、w值，从而确定步骤S61中的具体方程，基于步骤S3的作物空间分布，对不同的作物进行生长季的积分，估算得到农业区作物生长季的蒸散发空间分布情况。