[发明专利]一种地表蒸散发的遥感反演方法及系统

说明书

本发明公开了一种地表蒸散发的遥感反演方法，所述反演方法包括如下步骤：获取地表的气象数据和遥感数据；根据气象数据和遥感数据分别计算相对土壤水分为0的土壤温度与植被温度、相对土壤水分为1的土壤温度和植被温度；进而计算土壤干边温度、土壤湿度限制因子、植被湿度限制因子和植被温度限制因子；根据土壤湿度限制因子、植被湿度限制因子和温度限制因子，利用Priestley‑Taylor公式计算地表蒸发量。本发明引入相对土壤水分为0的土壤温度与植被温度、相对土壤水分为1的土壤温度和植被温度计算限制因子，能够反映日尺度上土壤表层与植被根区的水分变化，采用日尺度地表蒸散发的反演方法，提高了遥感反演地表蒸散发的精度。

技术领域

本发明涉及地表蒸散发计算技术领域，特别涉及一种地表蒸散发的遥感反演方法及系统。

背景技术

地表蒸散发是地表能量平衡和水分循环的重要组成部分，也是植被生长状况与作物产量的重要指标。精准估算区域或全球尺度的地表蒸散发，对全球气候演变研究、水资源规划与管理、农业节水与作物产量估算有重要意义。然而蒸散发有很强的空间变异性，遥感技术具有快速、高时空分辨率、适合于大面积长期观察的特点，被认为是高时效、高精度获取地球表面区域或全球尺度蒸散发分布的最有效手段。

由于遥感卫星瞬时过境的特点，基于热红外遥感反演模型得到的地表蒸散发一般为卫星过境时刻的瞬时值，无法反映地表蒸散发在日尺度及更长时间尺度的变化规律。在实际应用中，日尺度及更长时间尺度的蒸散发更有应用价值。常假定晴空条件与蒸散发密切相关的变量与蒸散发的比值在日间基本保持不变，将卫星过境时刻反演得到的瞬时蒸散发进行时间尺度扩展，获得日尺度蒸散发。然而，日尺度扩展方法是建立在遥感反演瞬时蒸散发基础上的，不同遥感反演方法的精度及适用情况不同。因此目前日尺度的地表蒸散发估算结果大多存在两个不确定性：(1)遥感反演模型的不确定性；(2)日尺度扩展方法的不确定性。为避免两种方法不确定性的误差累计，直接构建日尺度地表蒸散发遥感反演模型，对于提升遥感反演日尺度地表蒸散发精度具有重要研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种地表蒸散发的遥感反演方法及系统，以避免遥感反演模型的不确定性和日尺度扩展方法的不确定性的误差累计。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种地表蒸散发的遥感反演方法，所述反演方法包括如下步骤：

获取地表的气象数据和遥感数据；所述气象数据包括空气温度、大气压强、空气相对湿度、风速、上行短波辐射和下行短波辐射等；所述遥感数据包括地表温度、地表比辐射率、反射率、叶面积指数、增强型植被指数和光合有效辐射等；

根据所述地表的气象数据和遥感数据分别计算相对土壤水分为0的土壤温度与植被温度、相对土壤水分为1的土壤温度和植被温度；

根据相对土壤水分为0的土壤温度与相对土壤水分为1的植被温度和遥感数据计算区分根区水分充足状态和土壤表层无水分状态的土壤干边温度；

根据相对土壤水分为0的土壤温度与植被温度、相对土壤水分为1的土壤温度和植被温度和所述土壤干边温度计算土壤湿度限制因子、植被湿度限制因子和植被温度限制因子；

根据所述土壤湿度限制因子、植被湿度限制因子和植被温度限制因子，利用Priestley-Taylor(普里斯特利-泰勒)公式计算地表蒸发量。

可选的，所述根据所述地表的气象数据和遥感数据分别计算相对土壤水分为0的土壤温度与植被温度、相对土壤水分为1的土壤温度和植被温度，具体包括：

根据所述气象数据和所述遥感数据，利用公式计算相对土壤水分为0的土壤温度；

根据所述气象数据和所述遥感数据，利用公式计算相对土壤水分为0的植被温度；

根据所述气象数据和所述遥感数据，利用公式计算相对土壤水分为1的土壤温度；