[发明专利]基于遥感的流域植被生态系统旱季耗水量估算方法

说明书

本发明公开了一种基于遥感的流域植被生态系统旱季耗水量估算方法，包括以下步骤：数据获取：获取目标流域至少一年来日平均降雨量、日平均雪盖厚度、归一化植被指数旬值、日平均径流数据、研究区域经纬度五类数据；数据切割及格式统一：将所获得的五类数据进行数据格式统一，并将数据覆盖范围转换为研究区域；作图法求流域植被旱季耗水量。本发明能够在流域尺度计算植被生态系统旱季耗水量，填补现有空白。

技术领域

本发明属于水文计量技术领域，涉及一种基于遥感的流域植被生态系统旱季耗水量估算方法。

背景技术

水是生命之源，生产之要，生态之基。自然环境的维护和人类社会的可持续发展均离不开水资源。然而，气候、地理等诸多条件决定了我国的水资源时空分布极度不均。因此，合理配置、利用水资源具有极其重要的意义。在水资源供给与配置中，“按需分配”是基本原则。水资源管理的最佳尺度为流域或区域尺度，针对一个区域的未来水资源配置方案，通常基于该区域历史水资源消耗量进行计算、制定。植被生态系统(包括天然植被生态系统和人工植被生态系统)作为“耗水大户”，消耗的水资源占消耗总量的70％左右。因此在制定水资源配置方案时，植被生态系统的水资源需求不容忽视。

合理、优化的水资源配置方案对生态系统健康的维持具有十分重要的意义。随着党中央和各级人民政府对生态文明建设的日益重视，准确估算植被生态系统的需水量显得格外重要。由于旱季水资源相对匮乏，而植被恰好处于生长发育的关键时期，因此旱季生态系统耗水量的估计显得尤为重要。

目前，针对植被耗水，水利工作者已研发了作物系数模型、控制点模型等计算系统进行估算。这些系统多基于单株植物或是田块进行计算，虽然原理简单，但是存在几个严重的问题：(1)结果难以拓展到大面积区域(如流域、区域等)，对水资源配置方案制定的参考价值有限；(2)计算过程引进经验参数，缺乏物理机制，精度较低；(3)输入数据难以获取；(4)计算体系结果无法验证。此外，已有系统还存在输出结果用途单一、计算耗时长、难以程序化等诸多缺陷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：对于区域或者流域尺度，如何实现对植被耗水的精确估算。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于遥感的流域植被生态系统旱季耗水量估算方法，其包括以下步骤：

步骤一：数据获取

获取目标流域至少一年来日平均降雨量、日平均雪盖厚度、归一化植被指数旬值、日平均径流数据、研究区域经纬度五类数据；

步骤二：数据切割及格式统一

将所获得的五类数据进行数据格式统一，并将数据覆盖范围转换为研究区域；

步骤三：作图法求流域植被旱季耗水量

(1)基于步骤二中得到的数据，求取逐日流域平均降雨量P

其中，p_i,j为研究区域内任一栅格的日降雨量，n为研究区域内所有的栅格数；

(2)求取逐日流域平均净雨P_E,d

P_E,d＝P-E_i

其中，E_i为植被冠层截留量；

(3)基于步骤二中得到的日平均雪盖厚度，求取逐日流域平均融雪水SW_d,i