基于遥感的区域陆地生态系统呼吸监测方法

摘要

本发明提供一种基于遥感的区域陆地生态系统呼吸的监测方法，包括步骤：S1获取区域范围内的时间序列卫星遥感影像数据；S2对关键参量进行遥感反演；S3基于土地覆盖或土地利用数据，量化不同植被类型的关键生理生态参数；S4获得时间序列的气象插值数据；S5去云处理，获得无噪音影响的植被生长季曲线；S6确定区域陆地生态系统年呼吸量。本发明的方法，基于时间序列的遥感数据，考虑到植被类型的空间差异，确定了区域尺度的生态系统呼吸算法，解决区域尺度陆地生态系统呼吸仅仅依赖于气象数据，对大尺度范围内地表覆盖的异质性信息表现力不足的问题。提高了区域尺度生态系统呼吸估算的精度，更准确地定量描述不同生态系统呼吸的时间动态。

主权项

一种基于遥感的区域陆地生态系统呼吸的监测方法，其特征在于，包括步骤：S1：获取区域范围内的时间序列卫星遥感影像数据；S2：对地面的关键参量进行遥感反演，包括光合有效辐射吸收比例FPAR的遥感反演：基于能量平衡的原理，利用具有明确物理意义反照率模型计算FPAR在一级近似下FPAR遥感反演模型为：FPAR＝1－α－P_gap+P_gapα_b(1－K_open)   (1)式(1)中，α是反照率；P_gap是植被冠层的孔隙率,与冠层参数和观测角度有关,是叶面积指数的函数；K_open是冠层开放度，用以描述被背景散射的PAR穿过冠层到达顶部的部分，α_b是背景反照率；S3：地表土地覆盖或土地利用的空间差异性较大，基于土地覆盖或土地利用数据，量化区域尺度不同植被类型的关键生理生态参数，其中包括不同植被类型的光能利用率的量化，具体量化方法为：ε_g＝ε^*×f(T)×f(W)   (4)(4)式中，ε^*为最大光能利用率，f(T)表示气温T对光合作用的影响，f(W)表示水分状况对光合作用的影响，ε_g表示光能利用率；S4：按一定的时步长对日平均气温气象数据进行空间插值，获得时间序列的气象插值数据；S5：对时间序列的植被指数进行去云处理，获得无噪音影响的植被生长季曲线；S6：运用S3获得的关键生理生态参数和气象数据求得生态系统初级生产力和呼吸，由此进行时间累积，最终确定区域陆地生态系统年呼吸量；包括：第一步：总初级生产力GPP的计算，方法为：GPP＝ε_g×FPAR×Q_PAR   (5)式(5)中，FPAR为光合有效辐射吸收比例，Q_PAR，植被能进行光合作用的驱动能量，其能量为到达地表的太阳总辐射量的一个分量，通过下式进行计算获得$Q_{PAR}=0.48\times K_{24}^{\downarrow }\left(t\right)---\left(6\right)$第二步：生态系统呼吸计算，方法为：R_eco＝a*GPP+b*exp(c*T_a)+d   (7)式(7)中，a、b、c、d为常数，GPP为总初级生产力，T_a为日平均气温。