[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

说明书

本发明涉及一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，基于时序遥感数据计算干旱区高分辨率农作物生长季蒸散发。基于时序遥感数据利用SEBAL模型估算作物的瞬时蒸散发，并利用正弦函数法将瞬时蒸散发扩展得到日蒸散发；进一步结合作物生长季蒸散发的变化规律对日蒸散发进行时间尺度的扩展得到作物整个生长季的蒸散发。本发明克服了目前基于高分辨率遥感技术只能进行日尺度农作物蒸散发估算的难题，实现了日尺度向生长季尺度的扩展，解决了生长季的蒸散发遥感估算问题，为准确获取农作物生长季蒸散发、科学管理农田灌溉、精准估算农作物产量以及水资源的优化配置提供有效地方法参考。

技术领域

本发明涉及基于遥感技术的干旱区农作物蒸散发估算技术领域，具体涉及一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法。

背景技术

及时准确地获取农作物生长季蒸散发，能够为科学管理农田灌溉、精准估算作物产量以及水资源的优化配置提供有效地参考依据。

传统估算和实测蒸散发的方法如水文学法、微气象学法、植物生理学法和蒸渗仪法等大都基于局部区域尺度，加上人力物力的限制，很难应用于较大的区域范围。遥感技术的出现，利用其时空连续性和大跨度的特点，克服了传统研究中定点观测难以推广到大区域的难题，解决了蒸散发空间尺度扩展的问题。但遥感提供的是瞬时信息，目前的研究只扩展到日尺度，而如何将日蒸散发扩展到农作物生长季成为遥感应用的一个难点，还未见到相关的研究报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，能够及时准确地获取农作物生长季蒸散发。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种干旱区农作物生长季蒸散发高分辨率遥感估算方法，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。

进一步的，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)。

进一步的，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。