[发明专利]一种基于遥感的灌溉水有效利用系数测算方法

权利要求书

1.一种基于遥感的灌溉水有效利用系数测算方法，其特征在于，包括步骤：

(1)获取含有可见光、热红外波段的遥感影像，并进行预处理；

遥感影像采用MODIS卫星影像或Landsat系列卫星影像，根据卫星影像公布的定标参数，对遥感影像进行辐射定标、大气校正预处理；

(2)获取气象数据、数字高程模型数据；

气象数据通过灌区小型气象监测站监测或通过中国气象数据网下载，气象监测站监测的参数包括降水、大气气温、风速和大气湿度；

数字高程模型数据从地理空间数据云下载，通过ArcGIS对数据进行拼接，得到灌区的数字高程模型DEM；

(3)获取灌区每一次灌溉用水量数据；

(4)灌区总蒸散发量计算；

(5)获取土壤类型数据、土地利用数据、植被数据、降水量数据，通过水文模型计算灌区内的总地表径流量；

通过世界土壤数据库获取土壤类型数据；

通过MODIS卫星土地利用产品数据库获取土地利用数据；

植被数据采用获取的Landsat影像的近红外波段和红波段数据计算得到，计算公式：

其中，NIR为近红外波段，R为红波段；

降水量数据通过中国气象数据网获取；

将土壤类型数据、土地利用数据、植被数据、降水量数据输入SWAT或SCS-CN水文模型，计算得到地表径流量；

(6)测算灌溉水有效利用系数，公式是：

其中，IW为灌溉水有效利用系数；ET为灌区内的总蒸散发量；R为灌区内的总地表径流量；w为灌区的总引水量。

2.根据权利要求1所述的基于遥感的灌溉水有效利用系数测算方法，其特征在于，所述步骤(4)灌区总蒸散发量的计算方法是基于SEBAL模型的能量平衡算法。

3.根据权利要求2所述的基于遥感的灌溉水有效利用系数测算方法，其特征在于，基于SEBAL模型的能量平衡算法，步骤是：

λET＝R_n-G-H

其中，λ为蒸发潜热；ET为蒸散发量；R_n为净辐射量；G为土壤热通量；H为显热通量。

4.根据权利要求3所述的基于遥感的灌溉水有效利用系数测算方法，其特征在于，所述的净辐射量R_n的计算公式如下：

R_n＝(R_S↓-R_S↑)+(R_L↓-R_L↑)

其中，R_S↑和R_S↓为地面向上和向下的短波辐射项；R_L↑和R_L↓为地面向上和向下的长波辐射项。

5.根据权利要求4所述的基于遥感的灌溉水有效利用系数测算方法，其特征在于，在计算净辐射量R_n过程中，净短波辐射R_Sn为：

R_Sn＝R_S↓-R_S↑

其中，R_S↓的计算公式为：

G_SC为太阳常数；d_e-s为日地相对距离；θ为太阳倾斜角；τ_SW代表单向大气传输，计算公式为：

τ_SW＝0.75+0.00002z

z代表海拔高度，通过步骤(2)中的数字高程模型获取；

其中，R_S↑的计算公式为：

R_S↑＝αR_S↓

α表示给定的比照率，α_toa表示大气顶部反照率，α_ρ表示路径辐射反照率；

最终，净短波辐射可以表示为：