土壤呼吸的估测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种土壤呼吸的估测方法、装置、设备及存储介质，该方法，包括：通过通量观测站点，获取通量数据，通量数据包括土壤呼吸数据；获取通量观测站点所在地理单元的遥感数据；根据通量数据和遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型；根据土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测。实现了对土壤呼吸的估测，并且扩大了土壤呼吸的估测范围。

Estimation methods, devices, equipment and storage media of soil respiration

【技术实现步骤摘要】
土壤呼吸的估测方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及土壤呼吸
，尤其涉及一种土壤呼吸的估测方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
土壤是仅次于海洋的全球第二大碳库，其碳储量约为1500*10^9吨，对于陆地生态系统与大气之间碳平衡起着重要的调节作用，它既是各类自养生物将大气中的碳固定到陆地上的载体，同时也为地球上植物根系呼吸和微生物呼吸提供了碳源。土壤呼吸，即由于根系呼吸、土壤微生物呼吸和土壤动物呼吸所产生的二氧化碳(CO2)从土壤表面排放到大气中的过程。在全球尺度上，每年从土壤释放到大气中的CO2量，约占生态系统呼吸释放至大气中CO2的60％-90％，占总初级生产力固定的大气中CO2的40％-60％，几乎是工业燃烧排放的CO2量的十倍。土壤呼吸成为陆地生态系统上仅次于光合作用的第二大碳通量系统，其很小变化都会改变大气CO2浓度的平衡。因此，土壤呼吸是研究碳循环和温室气体变化不可忽视的研究领域。为了实现对土壤呼吸的观测，现有技术中，通常采用建立通量站点观测的方式，采用的涡度协方差技术是利用微气象原理来解释垂直风速与二氧化碳和水汽浓度脉动的协方差，从而直接测量冠层与大气界面碳水交换，同时借助其他设备考察生态系统与外界的能量通量，进而实现了对土壤呼吸的观测。然而，现有技术中，通过通量观测站点测量土壤呼吸状况，只能观测到通量观测站点附近的土壤呼吸状况，对土壤呼吸的观测范围较小。
技术实现思路
本专利技术提供一种土壤呼吸的估测方法、装置、设备及存储介质，以实现对土壤呼吸的估测，并且扩大了土壤呼吸的估测范围。第一方面，本专利技术实施例提供一种土壤呼吸的估测方法，包括：通过通量观测站点，获取通量数据，通量数据包括土壤呼吸数据。获取通量观测站点所在地理单元的遥感数据。根据通量数据和遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型。根据土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测。本方案中，通过根据通量数据和遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型，并根据土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测，以实现对土壤呼吸的估测，并且扩大了土壤呼吸的估测范围。可选的，根据通量数据和遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型，包括：确定土壤呼吸数据与多个自变量因子之间的相关系数，自变量因子为遥感数据中的一种或多种数据，和/或，通量数据中除土壤呼吸数据之外的一种或多种数据，通量数据包括生物因子数据和气候因子数据，遥感数据包括陆地表面温度数据、根区土壤水分数据和光谱植被指数数据。确定至少一个目标自变量因子，目标自变量因子为多个自变量因子中，与土壤呼吸数据之间的相关系数大于预设阈值的自变量因子。根据土壤呼吸数据与至少一个目标自变量因子，建立至少一个土壤呼吸动态响应模型。在至少一个土壤呼吸动态响应模型中，确定目标土壤呼吸动态响应模型。本方案中，通过土壤呼吸数据与自变量因子之间的相关系数，筛选出相关系数较高的自变量因子，然后建立土壤呼吸数据与筛选出的自变量因子之间的土壤呼吸动态响应模型，提高了建立土壤呼吸动态响应模型的效率，另外，通过在建立的多个土壤呼吸动态响应模型中，确定目标土壤呼吸动态响应模型，提高了目标土壤呼吸动态响应模型的准确率。可选的，在至少一个土壤呼吸动态响应模型中，确定目标土壤呼吸动态响应模型，包括：针对至少一个土壤呼吸动态响应模型，分别获取每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则。根据每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则，确定每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度。根据每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度，确定目标土壤呼吸动态响应模型。根据土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测，包括：根据目标土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测。本方案中，通过根据每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则，确定每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度，并根据每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度，确定目标土壤呼吸动态响应模型，然后根据目标土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测，提高了目标土壤动态响应模型的可靠性，进而提高了对土壤呼吸估测的准确性。可选的，本申请实施例提供的土壤呼吸的估测方法，还包括：对目标土壤呼吸动态响应模型进行验证；根据对目标土壤呼吸动态响应模型的验证结果，更新目标土壤呼吸动态响应模型。本方案中，通过对目标土壤呼吸动态响应模型进行验证和更新，提高了目标土壤呼吸动态响应模型的可靠性。可选的，在根据通量数据和遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型之前，还包括：分别对通量数据和遥感数据进行数据预处理。本方案中，通过对土壤呼吸数据和遥感数据进行数据预处理，提高了土壤呼吸数据和遥感数据的可靠性。可选的，气候因子数据包括以下数据中的一种或多种：土壤温度数据、土壤水分含量数据、空气湿度数据、降雨量数据、风向数据、风速数据、水汽压差数据、不同高度气温数据。生物因子数据包括以下数据中的一种或多种：总初级生产力数据、光合有效辐射数据。以下是本申请实施例提供的装置、设备、存储介质和计算机程序产品，其内容和效果可参考本申请实施例第一方面提供的土壤呼吸的估测装置，不再赘述。第二方面，本申请提供一种土壤呼吸的估测装置，包括：第一获取模块，用于通过通量观测站点，获取通量数据，通量数据包括土壤呼吸数据。第二获取模块，用于获取通量观测站点所在地理单元的遥感数据。建立模块，用于根据土壤呼吸数据和遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型。估测模块，用于根据土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测。可选的，建立模块，包括：第一确定子模块，用于确定土壤呼吸数据与多个自变量因子之间的相关系数，自变量因子为遥感数据中的一种或多种数据，和/或，通量数据中的一种或多种数据，通量数据包括生物因子数据和气候因子数据，遥感数据包括陆地表面温度数据、根区土壤水分数据和光谱植被指数数据。第二确定子模块，用于确定至少一个目标自变量因子，目标自变量因子为多个自变量因子中，与土壤呼吸数据之间的相关系数大于预设阈值的自变量因子。建立子模块，用于根据土壤呼吸数据与至少一个目标自变量因子，建立至少一个土壤呼吸动态响应模型。第三确定子模块，用于在至少一个土壤呼吸动态响应模型中，确定目标土壤呼吸动态响应模型。可选的，第三确定子模块具体用于：针对所述至少一个土壤呼吸动态响应模型，分别获取每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则；根据每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则，确定每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度；根据每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度，确定目标土壤呼吸动态响应模型。估测模块具体用于：根据目标土壤呼吸动态响应模型，对土壤呼吸进行估测。可选的，本申请实施例提供的土壤呼吸的估测装置，还包括：验证模块，用于对目标土壤呼吸动态响应模型进行验证；更新模块，用于根据对目标土壤呼吸动态响应模型的验证结果，更新目标土壤呼吸动态响应模型。可选的，本申请实施例提供的土壤呼吸的估测装置，还包括：预处理模块，用于分别对通量数据和遥感数据进行数据预处理。可选的，气候因子数据包括以下数据中的一种或多种：土壤温度数据、土壤水分含量数据、空气湿度数据、降雨量数据、风向数据、风速数据、水汽压差数据、不同高度气温数据。生物因子数据包括以下数据中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤呼吸的估测方法，其特征在于，包括：通过通量观测站点，获取通量数据，所述通量数据包括土壤呼吸数据；获取所述通量观测站点所在地理单元的遥感数据；根据所述通量数据和所述遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型；根据所述土壤呼吸动态响应模型，对所述土壤呼吸进行估测。

【技术特征摘要】
1.一种土壤呼吸的估测方法，其特征在于，包括：通过通量观测站点，获取通量数据，所述通量数据包括土壤呼吸数据；获取所述通量观测站点所在地理单元的遥感数据；根据所述通量数据和所述遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型；根据所述土壤呼吸动态响应模型，对所述土壤呼吸进行估测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述通量数据和所述遥感数据，建立土壤呼吸动态响应模型，包括：确定所述土壤呼吸数据与多个自变量因子之间的相关系数，所述自变量因子为所述遥感数据中的一种或多种数据，和/或，所述通量数据中除所述土壤呼吸数据之外的一种或多种数据，所述通量数据包括生物因子数据和气候因子数据，所述遥感数据包括陆地表面温度数据、根区土壤水分数据和光谱植被指数数据；确定至少一个目标自变量因子，所述目标自变量因子为所述多个自变量因子中，与所述土壤呼吸数据之间的相关系数大于预设阈值的自变量因子；根据所述土壤呼吸数据与至少一个所述目标自变量因子，建立至少一个土壤呼吸动态响应模型；在所述至少一个土壤呼吸动态响应模型中，确定目标土壤呼吸动态响应模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述至少一个土壤呼吸动态响应模型中，确定目标土壤呼吸动态响应模型，包括：针对所述至少一个土壤呼吸动态响应模型，分别获取每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则；根据每个土壤呼吸动态响应模型的决定系数、均方根误差和赤池信息量准则，确定每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度；根据每个土壤呼吸动态响应模型的拟合优度，确定目标土壤呼吸动态响应模型；所述根据所述土壤呼吸动态响应模型，对所述土壤呼吸进行估测，包括：根据所述目标土壤呼吸动态响应模型，对所述土壤呼吸进行估测。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：对所述目标土壤呼吸动态响应模型进行验证；根据对所述目标土壤呼吸动态响应模型的验证结果，更新所述目标土壤呼吸动态响应模型。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在根据所述通量数据和所述遥感数据，建...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁雅南，蔡宴朋，杨志峰，王煊，李春晖，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11