白丝美女被狂躁免费视频网站,500av导航大全精品,yw.193.cnc爆乳尤物未满,97se亚洲综合色区,аⅴ天堂中文在线网官网

1.一種流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，其步驟為：
A)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；
B)土壤濕度反演；
C)分布式水文模型同化平臺構(gòu)建；
D)流域尺度土壤濕度同化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，其特征在于步驟A)中，所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備包括水文、氣象數(shù)據(jù)，DEM數(shù)據(jù)，植被、土壤參數(shù)庫，流域土地利用/覆被和土壤類型下墊面參數(shù)數(shù)據(jù)，衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)以及逐日徑流和土壤濕度實測數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，其特征在于步驟B)中使用MODIS遙感和主動微波ASAR遙感構(gòu)建同化的觀測算子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，MODIS遙感使用的溫度植被干旱指數(shù)TVDI由以下公式給出：
LST為地表溫度；LSTmin為相同NDVI值的最小地表溫度，對應(yīng)的是LST-NDVI特征空間的濕邊；LSTmax為相同NDVI值的最大地表溫度，對應(yīng)的是LST-NDVI特征空間的干邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，ASAR遙感反演需要的使用以下方法和公式：
ASAR數(shù)據(jù)預(yù)處理
輻射校正
對于ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)，影像DN值和后向散射系數(shù)之間的關(guān)系式如下
0
其中σ 是線性單位的雷達后向散射系數(shù)，值域在0～1之間，k是外部校正參數(shù)，可以從ASAR影像的頭文件中得到，θ是空間分布的入射角；分析數(shù)據(jù)時常用以分貝為單位的
0 0
σ，因此需要對上式得到以線性單位表示的σ 進行對數(shù)轉(zhuǎn)換，
0 0
σ(dB)＝10[log(σ)]
幾何校正
需要對獲取的屬于一級產(chǎn)品的ASAR影像進行幾何校正，這主要分為兩個步驟，首先是幾何粗校正，其次是與數(shù)字高程DEM影像數(shù)據(jù)匹配的幾何精確校正；
ESA的雷達處理影像工具NEST軟件提供了ASAR影像的幾何校正功能，在利用該工具對ASAR數(shù)據(jù)進行粗校正之后，進一步通過與DEM的比對，以DEM為基準(zhǔn)影像，進行圖像對圖像的精確校準(zhǔn)，如此循環(huán)后將所有的ASAR數(shù)據(jù)統(tǒng)一的精確訂正到DEM的坐標(biāo)系下；
光斑濾波
光斑噪聲在圖像上看起來類似于椒鹽狀分布，使圖像的可解譯性變差；有效的降低噪聲對于計算雷達影像的后向散射系數(shù)十分關(guān)鍵，目前去除噪聲的方法主要有多視方法和空間濾波方法；
詳細的ASAR數(shù)據(jù)濕度估算方法如下：
散射系數(shù)歸一化
IEM輻射傳輸模型的數(shù)值模擬試驗也驗證了這一關(guān)系的存在，地表后向散射與入射角關(guān)系可以用下式表達，
0
σ ＝pθ+q
此處，θ表示入射角，p、q是與土地覆蓋有關(guān)的經(jīng)驗參數(shù)，具體數(shù)值可由Loew etal.中查到；盡管每一景ASAR WS模式影像的入射角各不相同，同一景影像中的不同區(qū)域入射角變化范圍也較大，可通過下面公式，將所有影像的后向散射系數(shù)歸一化至參考的入射角θ0，此處θ0為ERS的入射角度值23度，具體的歸一化方法如下，
0
其中，σ 為圖像原始后向散射系數(shù)， 為歸一化后的圖像后向散射系數(shù)；
反演參數(shù)
中利用上一步歸一化后處理得到的ASAR后向散射，結(jié)合下式可以得到土壤的介電常數(shù)，最終反演得到表層的土壤濕度值，
0 0 2
∈r＝a+bσ+c(σ)
其中∈r為介電常數(shù)，a、b、c為經(jīng)驗參數(shù)，與土地覆蓋類型相關(guān)，介電模型
2
∈r＝(a0+a1S+a2C)+(b0+b1S+b2C)mv+(c0+c1S+c2C)mv
其中，mv是需要計算的體積含水量，S和C是土壤的砂粒和粘粒的重量百分比，即土壤質(zhì)地參數(shù)，可以由我們建立的流域土壤物理參數(shù)庫得到，ai，bi和ci是模型的經(jīng)驗常數(shù)，已由文獻給出；
基于上述模型，利用獲取的流域土壤介電常數(shù)圖像和已有的土壤質(zhì)地參數(shù)，通過迭代計算方法(誤差閾值為0.01)逐柵格推求得到最終的ASAR遙感數(shù)據(jù)的表層土壤濕度估算結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，水文過程概化方法如下：
林冠截留量計算公式如下：
其中Cm為冠層截留能力，k為降雨截留系數(shù)，P為降雨量(mm)，T為降雨歷時(hr)，ew為林冠蒸發(fā)率，因此ew·T表示樹冠蒸發(fā)以及樹干蒸發(fā)之和；
冠層截留能力Cm采用Von Hoyningen-Huene所提出的方法計算：
2
Cm＝Cp·(0.935+0.498·LAI-0.00575·LAI)
其中Cp為植被蓋度，LAI為格點單元平均的逐日葉面積指數(shù)
降雨截留系數(shù)k是植被葉面積指數(shù)的函數(shù)，由下式給出：
k＝0.046·LAI
林冠蒸發(fā)率ew與降雨初期的干燥程度和風(fēng)速等因素相關(guān)，在無實測數(shù)據(jù)驗證時，通常取以下經(jīng)驗參數(shù)：亞熱帶地區(qū)取0.031～0.047，溫帶濕潤、半濕潤地區(qū)取0.063～0.093，溫帶干旱、半干旱地區(qū)取0.170～0.200；
水量平衡計算公式如下：
P-Es-Et-G＝Δw+Δc+R
其中，P是降水(包括降雨和降雪)，Es是土壤表面蒸發(fā)，Et是植物蒸騰，G是地下水出流，Δw是土壤水的增量，Δc是冠層截留，R是地表徑流；
土壤水分傳輸中涉及到不飽和土壤水通量定律Buckingham-Darcy方程和連續(xù)方 程，Buckingham-Darcy方程如下：
其中q是不飽和水流通量，h是土壤水基質(zhì)勢，K(h)是水力傳導(dǎo)度，z是垂直方向的深度；
連續(xù)方程如下：
基于垂向流的假設(shè)，公式中的q由Buckingham-Darcy方程替換，求得解即為一維Richard’s方程表達式：
其中t是時間，θ是土壤體積含水量；
根系土壤水分提取，此土壤水含量計算中需考慮根系吸水作用，本模型將其作為S項添加到Richard’s方程中；本發(fā)明使用以下方法考慮不同土壤層的根系水分吸收作用：
其中S表示土壤根系吸水或者土壤表面蒸發(fā)，由以下公式描述
其中i是模擬土壤層的序號(i≥2)，對于第一層土壤(i＝1)，Si為表層土壤表面蒸發(fā)，Eveg是植物的蒸騰，ri是土壤層中根系分布參數(shù)，與植被類型有關(guān)，wi是土壤水飽和系數(shù)，當(dāng)濕度處于凋萎點時等于0，完全飽和時為1，由下式給出：
其中 是凋萎點的水勢，等于-1.5×105， 是飽和土壤水勢， 是土壤水基質(zhì)勢；
潛在蒸散發(fā)，當(dāng)流域存在蒸散發(fā)觀測站時，潛在蒸散發(fā)計算由觀測數(shù)據(jù)插值得到；
當(dāng)流域無蒸散發(fā)的觀測時，利用氣象觀測數(shù)據(jù)根據(jù)Penman-Monteith公式計算得出， Penman-Monteith公式由下式給出：
其中E是蒸發(fā)量，λ是水汽潛熱，Δ是飽和水汽壓溫度曲線的斜率，A是凈輻射強度，ρa是濕空氣的密度，cp是常壓下的空氣汽化潛熱，D是水汽壓與飽和水汽壓的差值，ra 是空氣動力學(xué)阻力系數(shù)，γ是干濕計常數(shù)，rs是作物葉面的阻力系數(shù)；
植物蒸騰，蒸騰量計算如下：
0＜LAI≤3.0
LAI＞3.0
其中Eveg是植物的蒸騰量，E是潛在蒸散發(fā)量，p是格點上的植被覆蓋率，LAI是格點上的逐日葉面積指數(shù)；
植被覆蓋率p通過逐日葉面積指數(shù)LAI來計算，公式如下：
p＝1-e-α·LAI
式中：α為地表太陽輻射的消光系數(shù)，缺省值為0.45；
土壤表明蒸發(fā)，分別考慮土壤水分蒸發(fā)的兩個主要階段，即當(dāng)土壤水分供給充足，蒸發(fā)量較高且相對穩(wěn)定；當(dāng)土壤水分降低，土表蒸發(fā)隨著土壤水分含量呈非線性下降：
θ＜fc
θ≥fc
其中Esoi是土壤表面蒸發(fā)量，E是潛在蒸散發(fā)，dz是表層土壤的厚度(mm)，θ是表層土壤的水分含量(體積含水率)，fc是表層土壤的田間持水量(體積含水率)，wp是表層土壤的凋萎系數(shù)(體積含水率)；
地下水與不飽和土壤水交互，地下水的補給計算由以下公式給出：
其中Q是地下水補給量(mm/s)，當(dāng)水流向下流向地下含水層時為正值，反之為負值， 是地下水位的深度， 是底層土壤水基質(zhì)勢，z bot是底層土壤的節(jié)點深度，K a是含水層的水力傳導(dǎo)度，由下式給出：
其中f是延時因子，用于水力傳導(dǎo)度的計算；
地下匯流，地下水運動是滲流水力學(xué)的問題，Boussinesq根據(jù)連續(xù)方程和達西定律，建立了飽和帶中的一維水平運動的微分方程，并對方程線性化得到了擴散方程，其解求得為：
Qt＝Q0e-αt
式中，Q0是地下徑流初值，α是地下水的消退系數(shù)，是固定的經(jīng)驗值，模型中設(shè)為
0.984，Qt為t時刻的地下徑流出流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，需要進行流域水文過程模擬與驗證；
對結(jié)果的精度驗證采用如下五個統(tǒng)計指標(biāo)作為模型精度的評價標(biāo)準(zhǔn)：平均偏差(MD)、均方根誤差(RMSE)、確定性系數(shù)(NE)、相關(guān)系數(shù)(R2)和平均絕對偏差(MAE)；五個統(tǒng)計參數(shù)的表達式具體如下：
式中，Mi為模擬徑流量值，Oi為水文站觀測的徑流量值， 為觀測徑流量的均值， 為模擬徑流量的均值，n為時間序列的長度，需注意的是NE系數(shù)類似于R2，當(dāng)模擬完全吻合實測時NE系數(shù)等于1，但與相關(guān)系數(shù)不同的是NE系數(shù)值可以小于0；由于MAE和MD指標(biāo)的意義較為接近，而MD適合于反映水量平衡的整體模擬效果，因此在日徑流模擬精度評價中，主要采用前四個統(tǒng)計指標(biāo)；MAE指標(biāo)將在土壤濕度的模擬精度評價中采用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流域尺度土壤濕度遙感數(shù)據(jù)同化方法，粒子濾波算法的計算流程如下，a對模型的模擬得到的土壤濕度進行擾動，產(chǎn)生粒子群，即從q(xk|x0:k-1，z1:k)中隨機抽取N個有限樣本，N為粒子個數(shù)；b在遙感數(shù)據(jù)的獲取時刻，使用遙感估算得到的土壤濕度結(jié)果，基于 計算對應(yīng)粒子的權(quán)重；c對粒子的權(quán)重作歸一化處理；d重采樣，利用重要性采樣SIR法對粒子權(quán)重進行重新采樣；e在權(quán)重采樣后，結(jié)合模型狀態(tài)的PDF逼近對模型狀態(tài)進行最后的更新計算，得到同化后的土壤濕度結(jié)果。