The invention discloses a method and a system for estimating gross primary productivity of crops, methods of remote sensing estimation of gross primary productivity of crops according to the present invention, wheat and corn two crops, compared with the existing methods, the invention through theoretical analysis, experimental testing and application, make full use of multi-source remote sensing data, the light utilization rate model based on the full consideration of the light, heat, water and nutrient of four environmental factors on the growth of crops, and the maximum energy utilization coefficient, building gross primary productivity of crop model based on remote sensing and thermal environment based on four essential factors. Compared with the traditional light use efficiency model, the model considers the influence of environmental factors on the total primary productivity of crops, to maximize the application of remote sensing data, the estimation results at the same time, the model has high precision and can be estimated using the estimated model system of crop productivity in a demonstration area.
【技术实现步骤摘要】
一种农作物总初级生产力的遥感估算方法及系统
本专利技术涉及农作物生理生化
,更具体涉及一种农作物总初级生产力的遥感估算方法及系统。
技术介绍
总初级生产力(GrossPrimaryProduction,GPP)是单位时间单位面积上,绿色植物通过光合作用所产生的全部有机同化量,其决定了进入陆地生态系统的初始物质和能量。遥感技术能够提供地表的多源多维多时相信息,可以为农作物总初级生产力的估算提供新的方法。总初级生产力的估算方法可分为气候统计模型、生理生态过程模型和光能利用率模型三种。其中,光能利用率模型是目前遥感估算初级生产力较为常用的方法。该模型从资源平衡观点出发,认为任何对植物生长起限制性的资源,如水、氮、光照等,均可用于初级生产力估算,其不涉及过多的输入参数,简化了作物生长发育机理,通过遥感信息反演获取影响光合作用的环境要素或生物物理参数,从而实现作物生产力的动态模拟,又具有相对较高的估算精度。但是传统的光能利用率模型,需要参考太阳辐射或大气温度等非遥感参数,这些参数的获取通常依赖地表气象站,数据空间代表性小,在一定程度上限制了模型大面积实际应用的可操作性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何实现总初级生产力估算模型的大面积应用,克服传统数据空间代表性小的不足。(二)技术方案为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种农作物总初级生产力的遥感估算方法,所述方法包括以下步骤:S1、收集实验区的遥感数据产品、实验区站点实测总初级生产力数据和实验区地面太阳总辐射数据;其中所述实验区的遥感数据产品包括遥感反射率产品、遥感地表温度 ...
【技术保护点】
一种农作物总初级生产力的遥感估算方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、收集实验区的遥感数据产品、实验区站点实测总初级生产力数据和实验区地面太阳总辐射数据;其中所述实验区的遥感数据产品包括遥感反射率产品、遥感地表温度产品、遥感光合有效辐射产品;S2、根据步骤S1所述的遥感反射率产品以及遥感地表温度产品,计算光能因子FI、温度因子TI、水分因子WI、肥力因子NI四个环境要素的遥感指数ScaledWDRVT、ScaledLST、ScaledVSDI、GNDVI;利用所述实验区地面太阳总辐射数据计算光合有效辐射PAR或直接由步骤S1所述遥感光合有效辐射产品得到光合有效辐射PAR;根据地面农作物类型代入农作物总初级生产力遥感估算模型,结合所述实验区站点实测总初级生产力数据,拟合农作物最大光能利用率参数LUE
【技术特征摘要】
1.一种农作物总初级生产力的遥感估算方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、收集实验区的遥感数据产品、实验区站点实测总初级生产力数据和实验区地面太阳总辐射数据;其中所述实验区的遥感数据产品包括遥感反射率产品、遥感地表温度产品、遥感光合有效辐射产品;S2、根据步骤S1所述的遥感反射率产品以及遥感地表温度产品,计算光能因子FI、温度因子TI、水分因子WI、肥力因子NI四个环境要素的遥感指数ScaledWDRVT、ScaledLST、ScaledVSDI、GNDVI;利用所述实验区地面太阳总辐射数据计算光合有效辐射PAR或直接由步骤S1所述遥感光合有效辐射产品得到光合有效辐射PAR;根据地面农作物类型代入农作物总初级生产力遥感估算模型,结合所述实验区站点实测总初级生产力数据,拟合农作物最大光能利用率参数LUEmax,完成农作物总初级生产力遥感估算模型的建立,GPP-w=PAR×LUEmax_w×FI×min(TI,WI,NI)(1)GPP-c=PAR×LUEmax_c×FI×TI×WI×NI(2)其中公式1为小麦总初级生产力遥感估算模型,公式2为玉米总初级生产力遥感估算模型,GPP-w为小麦总初级生产力,GPP-c为玉米总初级生产力;S3、收集应用示范区的遥感数据产品,其包括遥感反射率产品、遥感地表温度产品以及遥感光合有效辐射产品;根据应用示范区收集的遥感反射率产品以及遥感地表温度产品,计算得到应用示范区的FI、TI、WI、NI四个环境要素的遥感指数,由应用示范区的遥感光合有效辐射产品得到PAR的值;应用所述步骤S2得到的农作物总初级生产力遥感估算模型,得到应用示范区的农作物...
【专利技术属性】
技术研发人员:秦其明,张宁,王金梁,吴伶,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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