[发明专利]一种基于改进太阳辐射日总量的SEBAL日蒸散估算方法

说明书

本发明公开了一种基于改进太阳辐射日总量的SEBAL日蒸散估算方法，所述方法引入Iqbal Model C模型，综合考虑水汽、云量等大气因素和复杂下垫面参数(坡度、坡向、地形遮蔽等)，结合多元遥感数据时空分辨率优势，利用地面观测数据、NCEP再分析资料、DEM数据、地表反照率，建立地面气压空间化模型，基于地面气压空间化模型，以水平面上湿洁大气可能辐射、起伏地形下湿洁大气可能辐射为起始数据，建立起伏地形下太阳辐射日总量计算模型；提升起伏地形下太阳辐射日总量的计算精度，进而提升日蒸散估算精度。

技术领域

本发明涉及测绘地理信息技术技术领域，特别是涉及一种基于改进太阳辐射日总量的SEBAL日蒸散估算方法，进而影响到日蒸散遥感估算精度。

背景技术

地表蒸散是水量和能量平衡的重要组成部分，地表水文过程中的水分及其携带的潜热在海洋与陆地内部以及相互之间的交换，调节着全球水分和能量分布。不同的下垫面组成，不同的气候条件，以及土壤与大气、植被与大气、土壤与植被蒸散等多种复杂过程，使得蒸散成为陆表水循环中较难估算的一个分量。

传统的地表热量通量和蒸发测量计算方法局限于某个点，代表性很差，而且大范围密集观测会很昂贵；随着遥感科学与技术的发展，时空分辨率的提高，获得每天、或每旬或月的下垫面的几何结构、湿热状况等多种重要参数连续的空间分布，成为可能。

SEBAL(Surface Energy Balance Algorithm for Land)遥感蒸散模型是目前一个非常重要的水热通量估算模型，利用遥感数据，克服了传统估算中下垫面参数难以估算、以点带面的难题，又巧妙地结合气象学知识，使得模型的机理性与实用性都得以提高，让日尺度的水热通量的计算变得可行，得到广泛的应用。

蒸散估算精度是研究的重点问题，SEBAL模型模拟精度受制于输入变量的精度,尤其是地表净辐射的精度，提高地表瞬时和日平均净辐射的反演精度，才能够获得精度更高的蒸散发模拟结果。现有的SEBAL模型的太阳辐射日总量模型对影响的因子考虑不足，存在日蒸散值估算偏大的问题。

发明内容

本发明提供一种基于改进太阳辐射日总量的SEBAL日蒸散估算方法，用于提高日蒸散值估算的精度。

为实现上述效果，本发明的技术方案如下：

一种基于改进太阳辐射日总量的SEBAL日蒸散估算方法，包括以下步骤：

步骤1：利用地面观测数据、NCEP再分析资料、DEM数据、地表反照率，建立地面气压空间化模型；

步骤2：基于地面气压空间化模型，以水平面上湿洁大气可能辐射、起伏地形下湿洁大气可能辐射为起始数据，并建立起伏地形下太阳辐射日总量计算模型，将起伏地形下太阳辐射日总量带入SEBAL模型，替换SEBAL模型中计算辐射的相应部分，得到起伏地形下日蒸散。

本发明将起伏地形下太阳辐射日总量计算模型作为日蒸散遥感估算模型，替换掉原来SEBAL模型的相应部分。

进一步的，步骤1之前还包括：考虑水汽、云量等大气因素，提取复杂下垫面参数，将复杂下垫面参数作为研究区域，利用TM工具、MODIS遥感数据，提取研究区域复杂下垫面的地表反照率、NDVI、地表比辐射率、地表温度；利用DEM数据计算坡度、坡向和地形遮蔽度，利用地面观测数据、土地利用数据计算地表动力学参数。

进一步的，步骤1中建立地面气压空间化模型具体为：依据压高公式，以NCEP海平面气压为初始场，考虑海拔高程、气温因素对地面气压的影响，采用常规气象站观测资料拟合模型系数，加密站观测资料验证模型精度，完成建立地面气压空间化模型，利用地面气压空间化模型来推算地面气压。

进一步的，所述地面气压空间化模型为：

p＝p₀(1+a*Z/T)^-b