【RS Notes】Nishida et al., 2003 一种遥感蒸散模型

DOI: 10.1029/2002JD002062

本研究中，主要是应用温度-植被指数特征空间的暖边求取了 $T_\text{soil max}$ 和 $T_a$ ，其余大部分参数利用经验方法等求解。

特点

独立：最小化了VPD和风速这两个难于遥感获取的参数的影响。
灵活：可以不使用气象数据等辅助数据，但在有数据时也可以将其纳入。
简单：对计算资源的需求低。
可扩展：除了瞬时蒸散，还提供了日蒸散的信息。
泛用：适应于不同植被类型、地表覆盖、季节以及气候。

算法

线性双源蒸散模型

$\mathrm{EF}=\frac{\mathrm{ET}}{Q}=f_{\mathrm{veg}} \frac{Q_{\mathrm{veg}}}{Q} \mathrm{EF}_{\mathrm{veg}}+\left(1-f_{\mathrm{veg}}\right) \frac{Q_{\mathrm{soil}}}{Q} \mathrm{EF}_{\mathrm{soil}}$

$f_\mathrm{veg}$ 的估算

认为NDVI与 $f_\mathrm{veg}$ 为线性关系。

$f_{\text {veg }}=\left(\mathrm{NDVI}-\mathrm{NDVI}_{\min }\right) /\left(\mathrm{NDVI}_{\max }-\mathrm{NDVI}_{\min }\right)$

$\mathrm{EF}_{\mathrm{veg}}$ 的估算

$\mathrm{EF}_{\mathrm{veg}}=\frac{\alpha \Delta}{\Delta+\gamma\left(1+r_{c} / 2 r_{a}\right)}$

其中 $r_a$ 和 $r_c$ 采用经验方法求取。

$\mathrm{EF}_{\mathrm{soil}}$ 的估算

使用能量平衡求解。

$\frac{T_{\text {soil max }}-T_{\text {soil }}}{T_{\text {soil max }}-T_{a}}=\frac{\mathrm{ET}_{\text {soil }}}{Q_{\text {soil } 0}}=\frac{Q_{\text {soil }}}{Q_{\text {soil } 0}} \mathrm{EF}_{\text {soil }}$

$T_a$ 的估算

认为 $T_\mathrm{veg}=T_a$ 。利用暖边外推求取 $T_\mathrm{veg}$ 。

反照率、地表热流 $G$ 、可用能量 $Q$

仍然是经验公式为主。

风速的估计

$1 / r_{a \text { soil }}=0.0015 U_{1 \mathrm{~m}}$

然后利用

$U=u_{*} \ln \left[(z-d) / z_{0}\right] / k$

转换到 $U_\text{50 m}$

结果

图8 反演结果

附录：EF和ET/PET的关系

根据Priestley-Taylor公式可得：

$\frac{\mathrm{ET}}{\mathrm{PET}_{\mathrm{PT}}}=\frac{\mathrm{ET}(\Delta+\gamma)}{Q_{\mathrm{soil} 0}}=\frac{\Delta+\gamma}{\alpha \Delta} \mathrm{EF}$

考虑互补关系：

$\mathrm{ET}+\mathrm{PET}=2\mathrm{ET}_0$

的经验表达：

$\mathrm{ET}+\mathrm{PET}_{\mathrm{PM}}=2 \mathrm{ET}_{\mathrm{PT}}$

可以得到：

$\frac{\mathrm{ET}}{\mathrm{PET}_{\mathrm{PM}}}=\frac{\mathrm{ET}}{2 \mathrm{PET}_{\mathrm{PT}}-\mathrm{ET}}=\frac{\mathrm{ET} / \mathrm{PET}_{\mathrm{PT}}}{2-\mathrm{ET} / \mathrm{PET}_{\mathrm{PT}}}=\frac{(\Delta+\gamma)\mathrm{EF}}{2\alpha-(\Delta+\gamma)\mathrm{EF}}$

最后编辑于：2021.03.15 14:58:09

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