[发明专利]基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法

权利要求书

1.一种基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法，其特征在于，

该方法包括如下步骤：

步骤1，通过运行集成陆面模式获取待测区域的蒸发比；

步骤2，调取待测区域的SMAP表层土壤湿度；

步骤3，将所述获取的蒸发比作为该待测区域的蒸发比初始值，利用蒸发比作为可调因子来简化四维变分同化算法，从而构建代价函数；

步骤4，通过解算所述代价函数的最小值获得同化后的表层土壤湿度。

2.根据权利要求1所述的基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法，其特征在于，

在所述步骤3中，所述代价函数为下式(一)：

其中，θ表示格点表层土壤湿度；

γ_ss表示裸土蒸发比；γ_ss′表示上一步迭代裸土蒸发比；

γ_sv表示植被下垫面土壤蒸发比；γ_sv′表示上一步迭代植被下垫面土壤蒸发比；

λ表示Langrange乘子；

θ_obs表示SMAP表层土壤湿度；

Δz表示表层土壤深度；

表示表层根系百分比；

E_tr表示植被蒸腾量；

q₀表示入渗；

q₁表示流出流量；

C_1θ、C_θ、和都表示权重；

t₀表示同化窗口开始时间；

t₁表示同化窗口结束时间。

3.根据权利要求2所述的基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法，其特征在于，

所述格点表层土壤湿度θ通过下式(二)获得：

其中，θ_G表示混合像元表层土壤湿度；

f_urban表示格点城市地表分类所占百分比；

f_water表示格点水体地表分类所占百分比。

4.根据权利要求2所述的基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法，其特征在于，

所述入渗通过下式(三)获得：

q₀＝P+S_m-E_g-R_unoff (三)

其中，P表示降水量；

S_m表示积雪融水量；

E_g表示土壤蒸发；

R_unoff表示地表径流。

5.根据权利要求2所述的基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法，其特征在于，

所述流出流量通过下式(四)获得：

其中，K₁表示表层导水率；

ψ表示土壤基质势；

Z表示土壤深度。

6.根据权利要求2所述的基于简化的四维变分同化获得高精度土壤湿度的方法，其特征在于，

所述权重通过协方差的倒数确定；

优选地，所述权重通过下式(五)获得：