一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法技术

本发明专利技术公开了一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，包括以下步骤：S1.计算研究区标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI指数，确定复合干热事件；S2.网格化研究区干旱、高温事件和植被生长变化的空间分布数据，得到空间关联数据，并提取栅格数据；S3.计算复合干热事件条件下植被生长变化速度；S4利用地理探测器中交互因子模块，计算复合干热事件对植被的影响。与现有技术相比可以更好的描述历史中真实发生的复合干热事件对植被生长的实际影响，也能有效的解释植被对复合干热事件响应的空间异质性。空间异质性。空间异质性。

【技术实现步骤摘要】
一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法


[0001]本专利技术涉及一种极端复合气候事件影响评估领域，特别涉及一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法。

技术介绍

[0002]植被是陆地系统的一个关键组成部分，可能会影响气候条件、碳平衡和水循环。植被生长受气候条件的影响和制约，适宜的水热结合是植被生长的重要影响条件。干旱和高温可能会影响植被生长的不同过程，包括光合作用、呼吸和碳利用，导致生物量下降和死亡。预计未来这种极端天气事件变得更加频发、空间更加广泛。植被作为气候变化的敏感指标，可能受到严重威胁。
[0003]干旱和高温事件很少单独发生，其共同发生现象称为复合干热事件，可能会造成比单独极端天气事件对植被生长更严重的影响。目前使用最广泛评估复合干热事件对植被影响的方法为copula函数方法，即根据干旱、高温和NDVI损失值的时间序列数据，利用三维copula函数，以干旱和高温事件为条件，评估NDVI损失概率。该方法虽然可用于评估复合干热事件对植被的影响，但只能评估特定复合干热事件情景下的植被损失概率，难以描述历史中真实发生的复合干热事件对植被生长的实际影响；同时，也无法解释植被对复合干热事件响应的空间异质性。
[0004]实际上，评估复合干热事件对植被生长的影响本质上是解释复合干热事件和植被生长变化的空间相关性。地理探测器可以根据自变量和因变量的空间分布相似程度来评估自变量对因变量的影响程度，能够很好地描述自变量和因变量的空间相关性。目前，没有文献将地理探测器方法引入复合干热事件对植被生长影响的研究中。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，包括如下步骤： S1.计算研究区标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，确定植被生长季期间的复合干热事件； S2.网格化研究区干旱事件、高温事件和植被生长变化的空间分布数据，得到空间关联数据，并提取栅格数据； S3.计算复合干热事件条件下植被生长变化速度； S4.利用地理探测器中交互因子模块，计算复合干热事件对植被的影响。
[0007]进一步的，所述步骤S1中计算研究区标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，确定植被生长季期间的复合干热事件，具体为：计算1个月时间尺度的标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，根据干旱事件和高温事件在时间上的一致性确定植被生长季期间
复合干热事件。
[0008]进一步的，所述步骤S2中网格化研究区干旱事件、高温事件和植被生长变化的空间分布数据，得到空间关联数据，并提取栅格数据；具体为：在研究区生成多个有效采样点，将多个有效采样点与研究区干旱事件、高温事件及生长季归一化植被指数NDVI数据进行空间叠置，得到干旱事件、高温事件和归一化植被指数NDVI的空间关联数据，并提取空间关联数据的栅格点信息。
[0009]进一步的，所述步骤S3中计算复合干热事件条件下植被生长变化速度，具体为：利用归一化植被指数NDVI数据，计算复合干热事件条件下植被生长变化速度；如公式（1）所示；
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(1)；式中，V
NDVI
表述为复合干热事件条件下植被生长变化速度，j指复合干热事件发生的月份，NDVI
j
表示第j个月时的归一化植被指数NDVI，NDVI
j
‑1表示第j
‑
1个月时的归一化植被指数NDVI；研究区植被对复合干热事件的响应具有滞后效应，因此，计算复合干热事件条件下不同滞后时间的植被生长变化速度；如公式（2）所示；
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(2)； 式中，j指复合干热事件发生的月份，n为滞后的月份，V
NDVI(n) 表述为复合干热事件条件下滞后n个月的植被生长变化速度，NDVI
j
表示第j个月时的归一化植被指数NDVI，NDVI
j+n
为第j+n个月时的归一化植被指数NDVI。
[0010]进一步的，所述步骤S4 利用地理探测器中交互因子模块，计算复合干热事件对植被的影响，具体为：将干旱事件、高温事件根据强弱程度分为多个类别，利用地理探测器中交互因子模块，以干旱事件和高温事件为条件，复合干热事件条件下不同影响滞后事件的植被生长变化速度为结果，计算干旱和高温同时发生条件下对植被生长的交互影响，即复合干热事件对植被的影响；复合干热事件对植被的影响包括复合干热事件对植被的影响程度、复合干热事件对植被影响的滞后时间；复合干热事件对植被的影响程度为干旱事件和高温事件对植被的交互作用程度，算法如公式（3）所示；
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（3）；式中，q表示复合干热事件对植被的影响程度，范围为[0,1]；L是不同程度干旱事件和高温事件的分类区间在研究区空间上重叠组合形成的分区，N
i
和N分别为第i个分区和研究区全区的单元数，和分别表示第i个分区和研究区全区的植被生长变化速度的方差；复合干热事件对植被影响的滞后时间，算法如公式（4）所示；
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（4）；式中，T为复合干热事件对植被影响的滞后时间；为复合干热事件对植被滞后0个月的影响程度，为复合干热事件对植被滞后1个月的影响程度，为复合干热事件对
植被滞后2个月的影响程度，q
n
为复合干热事件对植被滞后n个月的影响程度；为计算符号，即获得q
n
的滞后时间n。
[0011]本专利技术通过提取干旱事件、高温事件和归一化植被指数NDVI空间栅格数据信息，计算复合干热条件下植被生长变化速度V
NDVI
，在此基础上，利用地理探测器评估复合干热事件对植被生长的影响程度、滞后时间。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于空间统计学方法定量的给出了复合干热事件对植被生长的影响程度和滞后时间，与现有技术相比可以更好的描述历史中真实发生的复合干热事件对植被生长的实际影响，也能有效的解释植被对复合干热事件响应的空间异质性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术技术流程图。
[0014]图2为基于地理探测器的复合干热事件对植被生长影响的示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例。
[0016]如图1所示，一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，其方法为： S1.计算研究区标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，确定植被生长季期间的复合干热事件。
[0017]能够反映植被生长状态的指数有归一化植被指数NDVI、增强植被指数EVI、叶面积指数LAI等，本实例中选取归一化植被指数NDVI来描述植被生长状态。
[0018]以鄱阳湖流域为例，选取流域1998—2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.计算研究区标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，确定植被生长季期间的复合干热事件；S2.网格化研究区干旱事件、高温事件和植被生长变化的空间分布数据，得到空间关联数据，并提取栅格数据；S3.计算复合干热事件条件下植被生长变化速度；S4.利用地理探测器中交互因子模块，计算复合干热事件对植被的影响。2.根据权利要求1所述的一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，其特征在于：所述步骤S1中计算研究区标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，确定植被生长季期间的复合干热事件，具体为：计算1个月时间尺度的标准化降水指数SPI和标准化温度指数STI，根据干旱事件和高温事件在时间上的一致性确定植被生长季期间复合干热事件。3.根据权利要求2所述的一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，其特征在于：所述步骤S2中网格化研究区干旱事件、高温事件和植被生长变化的空间分布数据，得到空间关联数据，并提取栅格数据；具体为：在研究区生成多个有效采样点，将多个有效采样点与研究区干旱事件、高温事件及生长季归一化植被指数NDVI数据进行空间叠置，得到干旱事件、高温事件和归一化植被指数NDVI的空间关联数据，并提取空间关联数据的栅格点信息。4.根据权利要求3所述的一种评估复合干热事件对植被生长影响的方法，其特征在于：所述步骤S3中计算复合干热事件条件下植被生长变化速度，具体为：利用归一化植被指数NDVI数据，计算复合干热事件条件下植被生长变化速度；如公式（1）所示；
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(1)式中，V
NDVI
表述为复合干热事件条件下当月植被生长变化速度，j指复合干热事件发生的月份，NDVI
j
表示第j个月时的归一化植被指数NDVI，NDVI
j
‑1表示第j
‑
1个月时的归一化植被指数NDVI；研究区植被对复合干热事件的响应具有滞后效应，因此，计算复合干热事件条件下不同滞后时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩会明，周王莹，雷声，王农，孙军红，简鸿福，吕辉，刘业伟，严如玉，龙鹏，
申请(专利权)人：江西省水利科学院江西省大坝安全管理中心，江西省水资源管理中心，
类型：发明
国别省市：