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耦合ResNets和改进CASA模型的区域植被GPP估算方法技术

技术编号:41392809 阅读:32 留言:0更新日期:2024-05-20 19:15
本发明专利技术公开了一种耦合ResNets和改进CASA模型的区域植被GPP估算方法。该方法将ResNets网络与新构建的GPP估算模型耦合,提高了模型的泛化能力和估算精度,在极端气候事件下具有较高的稳健性。本发明专利技术基于传统CASA模型,构建了新的GPP估算模型,新构建的GPP估算模型可直接估算GPP,克服了传统CASA模型只能输出NPP的缺陷。本发明专利技术可在不同的环境条件和植被类型下准确估算,且可表示多重环境因子与之间的复杂非线性关系,考虑多重环境因子间的交互作用对的影响,将估算的代入新构建的GPP估算模型后,可在环境异质性高的地区提高GPP估算精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机,具体是一种耦合resnets(residual neuralnetwork,残差神经网络)和改进casa模型的区域植被gpp估算方法。


技术介绍

1、总初级生产力(gross primary production,gpp)是指植物在单位时间内通过光合作用吸收co2产生有机物的总量。准确估算gpp对了解陆地生态系统对碳封存的贡献,及其对全球气候变化的影响至关重要。

2、目前用于gpp估算的模型大致可以分为两类:基于光能利用率的gpp估算模型和基于归一化植被指数的gpp估算模型。基于光能利用率的估算模型具有更为稳健的生物物理机制,因而普遍优于使用基于归一化植被指数的gpp估算模型。其中,casa(carnegie amesstanford approach)模型为广泛用于自然生态系统和农田地区的光能利用率模型,该模型的核心概念是将gpp估算为植被吸收的光合有效辐射与光能利用率的乘积。

3、然而,casa模型的性能表现在不同植被和下垫面类型中存在很大的不确定性。首先,传统casa模型无法直接估算gpp,需要使用区域植本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种耦合ResNets和改进CASA模型的区域植被GPP估算方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的耦合ResNets和改进CASA模型的区域植被GPP估算方法,其特征在于,步骤1中,气象参数包括空气温度Ta、太阳辐射Ra、地表蒸散发ET、大气二氧化碳浓度Ac和饱和水汽压差VPD;植被参数包括增强植被指数EVI;土壤参数包括土壤湿度SM;

3.根据权利要求1所述的耦合ResNets和改进CASA模型的区域植被GPP估算方法,其特征在于,步骤1中,日间法是FLUXNET推荐的标准NEE通量划分方法,通过拟合基于白天和夜间NEE数据的光和温...

【技术特征摘要】

1.一种耦合resnets和改进casa模型的区域植被gpp估算方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的耦合resnets和改进casa模型的区域植被gpp估算方法,其特征在于,步骤1中,气象参数包括空气温度ta、太阳辐射ra、地表蒸散发et、大气二氧化碳浓度ac和饱和水汽压差vpd;植被参数包括增强植被指数evi;土壤参数包括土壤湿度sm;

3.根据权利要求1所述的耦合resnets和改进casa模型的区域植被gpp估算方法,其特征在于,步骤1中,日间法是fluxnet推荐的标准nee通量划分方法,通过拟合基于白天和夜间nee数据的光和温度驱动模型来计算实测总初级生产力gppm和生态系统呼吸er;实测总初级生产力gppm的计算公式如下:

4.根据权利要求1所述的耦合resnets和改进casa模型的区域植被gpp估算方法,其特征在于,步骤2中,传统casa模型的表达式如下:

5.根据权利要求1所述的耦合resnets和改进casa模型的区域植被gpp估算方法,其特征在于,步骤3中,将步骤1得到的目标区域的气象参数、植被参数和土壤参数输入到resnets网络中,得到对应的光能利用率,具体步骤如下:

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄津辉陈图强王伟民陈晗
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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