申请/专利权人：南京大学

申请日：2023-08-16

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN116992682B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/18;G06Q50/26;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2023.11.21#实质审查的生效;2023.11.03#公开

摘要：本发明公开了一种阴阳叶激发日光诱导叶绿素荧光估算总初级生产力的方法，包括以下步骤：1获取全球TROPOMI卫星高频SIF数据，基于光谱不变理论消除观测SIF的方向性及其在冠层内部的多次散射效应，得到冠层总激发SIFtotal。2基于植被辐射传输理论，分别计算阴叶和阳叶吸收的光合有效辐射，结合SIFtotal，计算得到阴叶和阳叶荧光量子产额。3通过SCOPE模型模拟和卫星观测SIF数据，解析阴叶和阳叶SIF和GPP关系模型差异，构建顾及阴叶和阳叶差异的SIF估算GPP模型，提高GPP估算精度。本发明可适用于不同生长环境不同植被类型的GPP估算，提高陆地生态系统总初级生产力监测的精度。

主权项：1.一种阴阳叶激发日光诱导叶绿素荧光估算总初级生产力的方法，其特征在于，所述方法包括：根据卫星观测数据中的SIFobs计算SIFtotal，其中SIFobs是卫星观测的观测顶部SIF，SIFtotal是所有叶片激发的SIF；根据不同植被冠层结构类型计算阴叶与阳叶的叶面积指数及阴叶与阳叶分别接收到的直散射辐射，根据阴叶与阳叶的叶面积指数及阴叶与阳叶分别接收到的直散射辐射计算阴阳叶吸收光合有效辐射；将SIFtotal拆分为SIFsun与SIFshade之和，其中SIFsun是阳叶激发SIF，SIFshade是阴叶激发SIF，基于最小二乘法估算SIFYsun和SIFYshade，计算得到阴叶和阳叶激发SIF；基于模型模拟，阳叶激发SIF和阴叶激发SIF与GPP模型，分别用非线性和线性模型进行拟合，构建双叶模型；通过如下公式计算SIFtotal： 式中，fesc为SIFtotal逃逸出冠层的概率；通过如下公式计算fesc： 式中，NIRv由红光波段反射率和近红外波段反射率计算得到，i0通过以下公式计算得到：i0＝1-exp-0.5×LAIcosθs16其中，LAI是有效叶面积指数，θs是太阳天顶角，Kλ为预设常数；阴阳叶吸收光合有效辐射通过如下公式计算得到： 式中，APARsun和APARshade分别是阳叶和阴叶吸收的光合有效辐射，PARdir和PARdiffuse分别为阴叶与阳叶直散射光合有效辐射，β为叶倾角，LAI是有效叶面积指数，LAIsun和LAIshade为冠层阳叶和阴叶叶面积，C为直射辐射的多次散射项，PARdiffuse,u为到达地表的漫射辐射；通过如下公式计算冠层阳叶LAIsun、阴叶叶面积LAIshade、到达地表的漫射辐射PARdiffuse,u以及直射辐射的多次散射项C： LAIshade＝LAI-LAIsun5C＝0.07×CI×PARdir×1.1-0.1×LAI×exp-cosθs6 式中，CI为聚集度指数；通过如下公式计算得到阴叶和阳叶激发SIF：SIFtotal＝SIFsun+SIFshade8SIFsun＝APARsun×SIFYsun9SIFshade＝APARshade×SIFYshade10SIFtotal＝APARsun×SIFYsun+APARshade×SIFYshade11式中SIFYsun和SIFYshade分别为阳叶和阴叶的荧光表观量子产额，为未知量，在预设的周期内，假设SIFYsun和SIFYshade不变，联合N个方程，基于最小二乘法估算SIFYsun和SIFYshade： 当SIFYsun和SIFYshade计算出时，根据公式9和公式10计算得到阴叶和阳叶激发SIF；构建的双叶模型表示为：Two-leafhybridmodel:GPP＝a1×SIFsunSIFsun+a2+a3×SIFshade+a413式中，Two-leafhybridmodel表示双叶模型，a1、a2、a3和a4表示双叶模型的系数。

全文数据：

权利要求：

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