CN110069877B - 一种总初级生产力确定方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种总初级生产力确定方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN110069877B CN201910356524.7A CN201910356524A CN110069877B CN 110069877 B CN110069877 B CN 110069877B CN 201910356524 A CN201910356524 A CN 201910356524A CN 110069877 B CN110069877 B CN 110069877B
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Abstract

本申请提供一种总初级生产力确定方法、装置及电子设备，方法包括：获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例和第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例和第二辐射值；根据第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值、第二辐射值以及实际光能利用率确定植被的总初级生产力。因此，该方法将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，使得根据散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例确定的总初级生产力误差较小。

Description

一种总初级生产力确定方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及总初级生产力技术领域，具体而言，涉及一种总初级生产力确定方法、装置及电子设备。
背景技术
陆地生态系统总初级生产力不仅是大气和陆地生态系统碳交换的主要决定因素之一，也是表征植物活动和功能的重要指标，其精确估算对于全球碳循环研究具有重要的意义。近些年来广泛使用光能利用率模型来估算总初级生产力，其中，植被冠层对光合有效辐射的吸收比例对光能利用率模型的反演精度具有重大影响。传统的光能利用率模型未能将散射光合有效辐射吸收比例和直射光合有效辐射吸收比例分开估算，从而导致估算得到的总初级生产力有较大的误差。
发明内容
本申请提供一种总初级生产力确定方法、装置及电子设备，以改善估算得到的总初级生产力有较大的误差的问题。
为了实现上述目的，本申请实施例所提供的技术方案如下所示：
第一方面，本申请实施例提供一种总初级生产力确定方法，包括：获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值；根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力；其中，所述实际光能利用率根据最大光能利用率确定，所述总初级生产力为单位时间内所述植被通过光合作用途径所固定的有机碳量。因此，该总初级生产力确定方法将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，从而能够精确估算植被冠层对散射光合有效辐射的吸收比例和直射光合有效辐射的吸收比例。同时，计算得到的总初级生产力既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射，使得总初级生产力误差较小。
在本申请的可选实施例中，在所述根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力之后，所述方法还包括：根据所述总初级生产力确定碳循环数据。因此，既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射计算得到的总初级生产力误差较小，从而使在确定碳循环数据的过程中结果更加精确。
在本申请的可选实施例中，所述获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例以及散射光合有效辐射的第二吸收比例，包括：获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数；根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率；根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定所述第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定所述第二吸收比例。因此，首先获取光合有效辐射的消光系数，然后根据消光系数确定光合有效辐射的反射率以及透过率，最后根据反射率以及透过率确定光合有效辐射的吸收比例。利用上述方法，可以将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，使得根据直射光合有效辐射的吸收比例以及散射光合有效辐射的吸收比例确定的总初级生产力误差较小。
在本申请的可选实施例中，所述获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数，包括：获取所述植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角；根据下式确定所述第一消光系数：
Figure BDA0002045601260000031
其中，Kdirrect为所述第一消光系数，x为所述叶倾角分布系数，ψ为所述太阳天顶角。因此，由于植被冠层对直射光合有效辐射的吸收比例主要受到太阳高度角、叶倾角分布的影响，可以利用上述公式确定直射光合有效辐射的吸收比例。
在本申请的可选实施例中，所述获取所述散射光合有效辐射的第二消光系数，包括：获取所述植被的叶面积指数；根据下式确定所述第二消光系数：
Figure BDA0002045601260000032
其中，Kdiffuse为所述第二消光系数，L为所述叶面积指数。因此，由于散射光合有效辐射的消光系数与太阳天顶角无关，仅与叶倾角分布和叶面积指数相关，可以利用上述公式确定散射光合有效辐射的吸收比例。
在本申请的可选实施例中，所述根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率，包括：获取所述植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数；根据下式确定所述第一反射率以及所述第二反射率：
Figure BDA0002045601260000033
其中，ρcpy为所述第一反射率或者所述第二反射率，K为与所述第一反射率以及所述第一透过率对应的所述第一消光系数或者与所述第二反射率以及所述第二透过率对应的所述第二消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数；根据下式确定所述第一透过率以及所述第二透过率：
Figure BDA0002045601260000041
其中，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率。因此，可以利用上述两个公式分别确定直射光合有效辐射的反射率以及透过率和散射光合有效辐射的反射率以及透过率，以根据直射光合有效辐射的反射率以及透过率确定直射光合有效辐射的吸收比例，和根据散射光合有效辐射的反射率以及透过率确定散射光合有效辐射的吸收比例。
在本申请的可选实施例中，所述根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定所述第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定所述第二吸收比例，包括：获取土壤反射率；根据下式确定所述第一吸收比例以及所述第二吸收比例：
FPAR＝1-ρcpy-τ(1-ρs)；
其中，FPAR为所述第一吸收比例或者所述第二吸收比例，ρcpy为所述第一吸收比例对应的所述第一反射率或者所述第二吸收比例对应的所述第二反射率，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率，ρs为所述土壤反射率。因此，可以利用上述公式分别根据直射光合有效辐射的反射率以及透过率确定直射光合有效辐射的吸收比例，和根据散射光合有效辐射的反射率以及透过率确定散射光合有效辐射的吸收比例，使得根据直射光合有效辐射的吸收比例以及散射光合有效辐射的吸收比例确定的总初级生产力误差较小。
在本申请的可选实施例中，在所述获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例之前，所述方法还包括：获取所述植被的散射比例系数以及总入射光合有效辐射的第三辐射值；根据所述第三辐射值以及所述散射比例系数确定所述第一辐射值以及所述第二辐射值。因此，当获取的数据中无散射光合有效辐射的辐射值和直射光合有效辐射的辐射值数据可用，则需要将散射光合有效辐射和直射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离出来。
在本申请的可选实施例中，所述获取所述植被的散射比例系数，包括：获取所述植被的晴空系数；根据下式确定所述散射比例系数：
S＝0.7527+3.8453R-16.316R2+18.962R3-7.0802R4；
其中，S为所述散射比例系数，R为所述晴空系数。因此，可以利用上述公式确定散射比例系数，以将散射光合有效辐射和直射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离出来。
在本申请的可选实施例中，在所述根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力之前，所述方法还包括：获取气象数据以及遥感数据；根据所述气象数据计算温度胁迫因子，并根据所述遥感数据计算水分胁迫因子；利用所述温度胁迫因子、所述水分胁迫因子以及所述最大光能利用率确定所述实际光能利用率。因此，该总初级生产力确定方法中可以根据气象数据计算温度胁迫因子并根据遥感数据计算水分胁迫因子，以根据温度胁迫因子、水分胁迫因子以及最大光能利用率确定实际光能利用率。
在本申请的可选实施例中，所述根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力，包括：根据下式确定所述植被的总初级生产力：
GPP＝(FPARdiffuse×PARdiffuse+FPARdirrect×PARdirrect)×ε；
其中，FPARdirrect为所述第一吸收比例，PARdirrect为所述第一辐射值，FPARdiffuse为所述第二吸收比例，PARdiffuse为所述第二辐射值，ε＝εmax×f(t)×f(w)为所述实际光能利用率，εmax为所述最大光能利用率，f(t)为所述温度胁迫因子，f(w)为所述水分胁迫因子。因此，根据散射光合有效辐射的吸收比例、直射光合有效辐射的吸收比例、散射光合有效辐射的辐射值、直射光合有效辐射的辐射值以及实际光能利用率确定植被的总初级生产力，使得总初级生产力误差较小。
第二方面，本申请实施例提供一种总初级生产力确定装置，包括：第一获取模块，用于获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值；第一确定模块，用于根据所述直射光合有效辐射的吸收比例、所述散射光合有效辐射的吸收比根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力；其中，所述实际光能利用率根据最大光能利用率确定，所述总初级生产力为单位时间内所述植被通过光合作用途径所固定的有机碳量。
在本申请的可选实施例中，所述第一获取模块还用于：根据所述总初级生产力确定碳循环数据。因此，既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射计算得到的总初级生产力误差较小，从而使在确定碳循环数据的过程中结果更加精确。
在本申请的可选实施例中，所述第一获取模块具体用于：获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数；根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率；根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定所述第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定所述第二吸收比例。
在本申请的可选实施例中，所述第一获取模块具体用于：获取所述植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角；根据下式确定所述第一消光系数：
Figure BDA0002045601260000071
其中，Kdirrect为所述第一消光系数，x为所述叶倾角分布系数，ψ为所述太阳天顶角。
在本申请的可选实施例中，所述第一获取模块具体用于：获取所述植被的叶面积指数；根据下式确定所述第二消光系数：
Figure BDA0002045601260000072
其中，Kdiffuse为所述第二消光系数，L为所述叶面积指数。
在本申请的可选实施例中，所述第一获取模块具体用于：获取所述植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数；根据下式确定所述第一反射率以及所述第二反射率：
Figure BDA0002045601260000073
其中，ρcpy为所述第一反射率或者所述第二反射率，K为与所述第一反射率以及所述第一透过率对应的所述第一消光系数或者与所述第二反射率以及所述第二透过率对应的所述第二消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数；根据下式确定所述第一透过率以及所述第二透过率：
Figure BDA0002045601260000074
其中，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率。
在本申请的可选实施例中，所述第一获取模块具体用于：获取土壤反射率；根据下式确定所述第一吸收比例以及所述第二吸收比例：
FPAR＝1-ρcpy-τ(1-ρs)；
其中，FPAR为所述第一吸收比例或者所述第二吸收比例，ρcpy为所述第一吸收比例对应的所述第一反射率或者所述第二吸收比例对应的所述第二反射率，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率，ρs为所述土壤反射率。
在本申请的可选实施例中，所述装置还包括：第二获取模块，用于获取所述植被的散射比例系数以及总入射光合有效辐射的第三辐射值；第三确定模块，用于根据所述第三辐射值以及所述散射比例系数确定所述第一辐射值以及所述第二辐射值。
在本申请的可选实施例中，所述第二获取模块具体用于：获取所述植被的晴空系数；根据下式确定所述散射比例系数：
S＝0.7527+3.8453R-16.316R2+18.962R3-7.0802R4；
其中，S为所述散射比例系数，R为所述晴空系数。
在本申请的可选实施例中，所述装置还包括：第三获取模块，用于获取气象数据以及遥感数据；第一计算模块，用于根据所述气象数据计算温度胁迫因子，并根据所述遥感数据计算水分胁迫因子；第四确定模块，用于利用所述温度胁迫因子、所述水分胁迫因子以及所述最大光能利用率确定所述实际光能利用率。
在本申请的可选实施例中，所述第一确定模块具体用于：根据下式确定所述植被的总初级生产力：
GPP＝(FPARdiffuse×PARdiffuse+FPARdirrect×PARdirrect)×ε；
其中，FPARdirrect为所述第一吸收比例，PARdirrect为所述第一辐射值，FPARdiffuse为所述第二吸收比例，PARdiffuse为所述第二辐射值，ε＝εmax×f(t)×f(w)为所述实际光能利用率，εmax为所述最大光能利用率，f(t)为所述温度胁迫因子，f(w)为所述水分胁迫因子。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线；所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如第一方面中的总初级生产力确定方法。
第四方面，本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如第一方面中的总初级生产力确定方法。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本申请实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种总初级生产力确定方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种总初级生产力确定方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种总初级生产力确定方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种总初级生产力确定方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种总初级生产力确定装置的结构框图；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种总初级生产力确定方法的流程图，该总初级生产力确定方法包括如下步骤：
步骤S101：获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值。
示例性的，植被的光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation，PAR)包括直射光合有效辐射以及散射光合有效辐射，其中，光合有效辐射指太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分，而直射光合有效辐射指总光合有效辐射中太阳入射光中直射光的部分，散射光合有效辐射指总光合有效辐射中太阳入射光中散射光的部分。首先，可以分别获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及散射光合有效辐射的第二辐射值。其中，光合有效辐射吸收比例(Fraction of Photosynthetically Active Radiation，FPAR)为植被吸收光合有效辐射(Absorbed Photosynthetic Active Radiation，APAR)与光合有效辐射的比值，光合有效辐射辐射值为光合有效辐射的具体数值。
需要说明的是，获取上述第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值以及第二辐射值的顺序本申请实施例不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：先获取第一辐射值以及第二辐射值，然后获取第一吸收比例以及第二吸收比例等。此外，获取上述第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值以及第二辐射值的方式本申请实施例也不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：从服务器中读取预先存储的数据；或者，接收外部设备输入的数据，包括：外部设备计算得到的数据、操作人员手动输入的数据等；或者，电子设备自身通过其他参数计算得到的数据等。其中，电子设备自身通过其他参数计算得到上述数据的方式，将会在下述实施例中进行具体的分析。
步骤S102：根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力。
示例性的，在步骤S101中获取了第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值以及第二辐射值后，可以根据上述第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值、第二辐射值，以及根据最大光能利用率确定的实际光能利用率，来确定植被的总初级生产力。其中，植被的总初级生产力表示单位时间内该植被通过光合作用途径所固定的有机碳量，光能利用率表示单位土地面积上一定时间内植被光合作用积累的有机物所含能量与同期照射到该地面上的太阳辐射量的比率。
需要说明的是，根据最大光能利用率确定实际光能利用率的方式本申请实施例不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：将最大光能利用率输入至预先建立的光能利用率模型中，模型输出实际光能利用率；或者，电子设备自身根据最大光能利用率通过预设光能利用率公式计算得到实际光能利用率等。此外，根据第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值、第二辐射值以及实际光能利用率确定植被的总初级生产力的方式本申请实施例也不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：将第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值、第二辐射值以及实际光能利用率输入至预先建立的总初级生产力模型中，模型输出总初级生产力；或者，电子设备自身根据第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值、第二辐射值以及实际光能，通过预设总初级生产力公式计算得到总初级生产力等。其中，电子设备自身根据第一吸收比例、第二吸收比例、第一辐射值、第二辐射值以及实际光能，通过预设总初级生产力公式计算得到总初级生产力的方式，将会在下述实施例中进行具体的分析。
在本申请实施例中，该碳循环数据确定方法将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，从而能够精确估算植被冠层对散射光合有效辐射的吸收比例和直射光合有效辐射的吸收比例。同时，计算得到的总初级生产力既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射，使得总初级生产力误差较小。
进一步的，在步骤S102之后，总初级生产力确定方法还包括如下步骤：
根据所述总初级生产力确定碳循环数据。
示例性的，在步骤S102中确定植被的总初级生产力之后，可以将得到的总初级生产力应用在其他场景中，包括用于确定碳循环数据。例如：根据多个地区植被的总初级生产力确定各个地区植被的碳吸收量、碳排放量等，再根据其他数据确定全球范围内的碳吸收量、碳排放量等，以模拟全球碳循环情况。其中，其他数据可以包括汽车尾气排放量、动物的碳吸收量以及碳排放量等，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。此外，在步骤S102中确定植被的总初级生产力还可以用于根据一个农场内农作物的总初级生产力确定该农场内的农作物产量等。
在本申请实施例中，既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射计算得到的总初级生产力误差较小，从而使在确定碳循环数据的过程中结果更加精确。
进一步的，请参照图2，图2为本申请实施例提供的另一种总初级生产力确定方法的流程图，步骤S101包括如下步骤：
步骤S201：获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数。
步骤S202：根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率。
步骤S203：根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定第二吸收比例。
示例性的，步骤S101中获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例以及散射光合有效辐射的第二吸收比例的方式，可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括步骤S201-步骤S203。其中，直射光合有效辐射的消光系数主要与太阳天顶角、植被的叶倾角分布有关，而散射光合有效辐射的消光系数主要与植被的叶倾角分布有关；光合有效辐射的反射率表示植被对光合有效辐射的反射程度，光合有效辐射的透过率表示植被对光合有效辐射的透过程度。而植被的叶倾角分布包括球型分布等分布情况，本申请实施例不作具体的限定。
需要说明的是，获取第一消光系数以及第二消光系数的方式本申请实施例也不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：从服务器中读取预先存储的数据；或者，接收外部设备输入的数据，包括：外部设备计算得到的数据、操作人员手动输入的数据等；或者，电子设备自身通过其他参数计算得到的数据等。其中，电子设备自身通过其他参数计算得到上述数据的方式，将会在下述实施例中进行具体的分析。此外，分别根据第一消光系数确定第一反射率、第一透过率，根据第二消光系数确定第二反射率、第二透过率，根据第一反射率、第一透过率确定第一吸收比例，以及根据第二反射率、第二透过率确定第二吸收比例的方式本申请实施例不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：将已知数据输入至预先建立的模型中，模型输出目标数据；或者，电子设备自身根据已知数据通过预设公式计算得到目标数据等。
在本申请实施例中，首先获取光合有效辐射的消光系数，然后根据消光系数确定光合有效辐射的反射率以及透过率，最后根据反射率以及透过率确定光合有效辐射的吸收比例。利用上述方法，可以将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，使得根据直射光合有效辐射的吸收比例以及散射光合有效辐射的吸收比例确定的总初级生产力误差较小。
进一步的，步骤S201包括如下步骤：
第一步，获取所述植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角。
第二步，根据下式确定所述第一消光系数：
Figure BDA0002045601260000141
其中，Kdirrect为所述第一消光系数，x为所述叶倾角分布系数，ψ为所述太阳天顶角。
示例性的，步骤S201中确定第一消光系数的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括上述第一步以及第二步。由于直射光合有效辐射的消光系数主要与太阳天顶角、植被的叶倾角分布有关，因此，首先获取植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角，其中，太阳天顶角为植被所在地和太阳中心的联线与地平面所夹的角度的余角，可以为事先测定的数据。然后，将事先获取叶倾角分布系数以及太阳天顶角的值带入上述公式中，计算得到第一消光系数。作为一种实施方式，当叶倾角分布为球型分布时，叶倾角分布系数设置为1。
在本申请实施例中，由于植被冠层对直射光合有效辐射的吸收比例主要受到太阳高度角、叶倾角分布的影响，可以利用上述公式确定直射光合有效辐射的吸收比例。
进一步的，步骤S201还包括如下步骤：
第一步，获取所述植被的叶面积指数。
第二步，根据下式确定所述第二消光系数：
Figure BDA0002045601260000142
其中，Kdiffuse为所述第二消光系数，L为所述叶面积指数。
示例性的，步骤S201中确定第二消光系数的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括上述第一步以及第二步。由于散射光合有效辐射的消光系数主要与植被的叶倾角分布有关，因此，首先获取植被的叶面积指数，其中，叶面积指数表示植被的叶片总面积与土地面积的比值，可以为事先测定的结果。然后，作为一种实施方式，在叶倾角分布为球形分布时，根据事先获取的叶面积指数，根据上述公式确定第二消光系数。
在本申请实施例中，由于散射光合有效辐射的消光系数与太阳天顶角无关，仅与叶倾角分布和叶面积指数相关，可以利用上述公式确定散射光合有效辐射的吸收比例。
进一步的，步骤S202包括如下步骤：
第一步，获取所述植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数。
第二步，根据下式确定所述第一反射率以及所述第二反射率：
Figure BDA0002045601260000151
其中，ρcpy为所述第一反射率或者所述第二反射率，K为与所述第一反射率以及所述第一透过率对应的所述第一消光系数或者与所述第二反射率以及所述第二透过率对应的所述第二消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数。
第三步，根据下式确定所述第一透过率以及所述第二透过率：
Figure BDA0002045601260000152
其中，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率。
示例性的，步骤S202中根据第一消光系数确定第一反射率以及第一透过率的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括上述第一步、第二步以及第三步。首先，获取植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数。其中，叶片吸收率表示照射到植被叶片上的光强被吸收利用的比率，土壤反射率的大小与土壤的类型有关，聚集系数的数值大小与植被的类型相关，叶面积指数表示植被的叶片总面积与土地面积的比值。然后，将事先获取的第一消光系数、叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数代入下式中，计算得到第一反射率：
Figure BDA0002045601260000161
其中，
Figure BDA0002045601260000162
为所述第一反射率，K1为所述第一消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数。作为一种实施方式，α可以设置为0.8。
最后，将事先获取的叶片吸收率、第一消光系数、聚集系数以及叶面积指数代入下式中，计算得到第一透过率：
Figure BDA0002045601260000163
其中，τ1为所述第一透过率，K1为所述第一消光系数，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数。作为一种实施方式，α可以设置为0.8。
与上述步骤相似，步骤S202中根据第二消光系数确定第二反射率以及第二透过率的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程也可以包括上述第一步、第二步以及第三步。首先，获取植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数。然后，将事先获取的第二消光系数、叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数代入下式中，计算得到第二反射率：
Figure BDA0002045601260000164
其中，
Figure BDA0002045601260000171
为所述第一反射率，K2为所述第一消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数。作为一种实施方式，α可以设置为0.8。
最后，将事先获取的叶片吸收率、第二消光系数、聚集系数以及叶面积指数代入下式中，计算得到第二透过率：
Figure BDA0002045601260000172
其中，τ2为所述第一透过率，K2为所述第一消光系数，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数。作为一种实施方式，α可以设置为0.8。
在本申请实施例中，可以利用上述两个公式分别确定直射光合有效辐射的反射率以及透过率和散射光合有效辐射的反射率以及透过率，以根据直射光合有效辐射的反射率以及透过率确定直射光合有效辐射的吸收比例，和根据散射光合有效辐射的反射率以及透过率确定散射光合有效辐射的吸收比例。
进一步的，步骤S203包括如下步骤：
第一步，获取土壤反射率。
第二步，根据下式确定所述第一吸收比例以及所述第二吸收比例：
FPAR＝1-ρcpy-τ(1-ρs)；
其中，FPAR为所述第一吸收比例或者所述第二吸收比例，ρcpy为所述第一吸收比例对应的所述第一反射率或者所述第二吸收比例对应的所述第二反射率，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率，ρs为所述土壤反射率。
示例性的，步骤S203中根据第一反射率以及第一透过率确定第一吸收比例的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括上述第一步以及第二步。首先，获取植被的土壤反射率。然后，将事先获取的土壤反射率、第一反射率以及第一透过率代入下式中，计算得到第一吸收比例：
Figure BDA0002045601260000181
其中，FPAR1为所述第一吸收比例，
Figure BDA0002045601260000182
为所述第一反射率，τ1为所述第一透过率，ρs为所述土壤反射率。
与上述步骤相似，步骤S203中根据第二反射率以及第二透过率确定第二吸收比例的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程也可以包括上述第一步以及第二步。首先，获取植被的土壤反射率。然后，将事先获取的土壤反射率、第二反射率以及第二透过率代入下式中，计算得到第二吸收比例：
Figure BDA0002045601260000183
其中，FPAR2为所述第一吸收比例，
Figure BDA0002045601260000184
为所述第一反射率，τ2为所述第一透过率，ρs为所述土壤反射率。
在本申请实施例中，可以利用上述公式分别根据直射光合有效辐射的反射率以及透过率确定直射光合有效辐射的吸收比例，和根据散射光合有效辐射的反射率以及透过率确定散射光合有效辐射的吸收比例，使得根据直射光合有效辐射的吸收比例以及散射光合有效辐射的吸收比例确定的总初级生产力误差较小。
进一步的，请参照图3，图3为本申请实施例提供的另一种总初级生产力确定方法的流程图，在步骤S101之前，总初级生产力确定方法包括如下步骤：
步骤S301：获取所述植被的散射比例系数以及总入射光合有效辐射的第三辐射值。
示例性的，当从服务器中或者从外部设备中获取的数据中不包括直射光合有效辐射的第一辐射值以及散射光合有效辐射的第二辐射值，只包括总入射光合有效辐射的第三辐射值时，需要将直射光合有效辐射以及散射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离开来。作为一种实施方式，可以根据植被的散射比例系数将直射光合有效辐射以及散射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离开来。
需要说明的是，获取上述散射比例系数以及第三辐射值的方式本申请实施例也不作具体的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。例如：从服务器中读取预先存储的数据；或者，接收外部设备输入的数据，包括：外部设备计算得到的数据、操作人员手动输入的数据等；或者，电子设备自身通过其他参数计算得到的数据等。
步骤S302：根据所述第三辐射值以及所述散射比例系数确定所述第一辐射值以及所述第二辐射值。
示例性的，散射比例系数与第三辐射值的乘积即为第二辐射值，第三辐射值与第二辐射值的差值即为第一辐射值。
在本申请实施例中，当获取的数据中无散射光合有效辐射的辐射值和直射光合有效辐射的辐射值数据可用，则需要将散射光合有效辐射和直射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离出来。
进一步的，步骤S301包括如下步骤：
第一步，获取所述植被的晴空系数以及第三辐射值。
第二步，根据下式确定所述散射比例系数：
S＝0.7527+3.8453R-16.316R2+18.962R3-7.0802R4；
其中，S为所述散射比例系数，R为所述晴空系数。
示例性的，步骤S301中确定散射比例系数的方式可以为电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括上述第一步以及第二步。首先，获取植被的晴空系数以及第三辐射值。其中，作为一种实施方式，第三辐射值可以通过下行短波辐射乘以0.45的比例系数计算得到；晴空系数可以根据下式获取：
Figure BDA0002045601260000201
其中，R为所述晴空系数，PAR为第三辐射值，S0为太阳常数，作为一种实施方式，S0＝1367W/m2，ψ为太阳天顶角。然后，将事先获取的晴空系数代入上述公式中，计算得到第一吸收比例。
在本申请实施例中，可以利用上述公式确定散射比例系数，以将散射光合有效辐射和直射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离出来。
进一步的，请参照图4，图4为本申请实施例提供的另一种总初级生产力确定方法的流程图，在步骤S102之前，总初级生产力确定方法包括如下步骤：
步骤S401：获取气象数据以及遥感数据。
步骤S402：根据所述气象数据计算温度胁迫因子，并根据所述遥感数据计算水分胁迫因子；利用所述温度胁迫因子、所述水分胁迫因子以及所述最大光能利用率确定所述实际光能利用率。
示例性的，步骤S102中的实际光能利用率可以电子设备自身通过其他参数计算得到。作为一种实施方式，计算的过程可以包括上述步骤S401-步骤S402。首先，获取气象数据以及遥感数据。其中，气象数据可以包括植被生长的空气、温度等，遥感数据可以包括地表反射率、陆表水分指数等。需要说明的是，上述气象数据以及遥感数据可以为从服务器中读取的数据，也可以为输入的数据等，本申请实施例不作具体的限定。
其次，将事先获取的气象数据代入下式中计算温度胁迫因子：
Figure BDA0002045601260000202
其中，f(T)为所述温度胁迫因子，T为植被光合作用的实时温度，Tmin为植被光合作用的最低温度，Tmax为植被光合作用的最高温度，Topt为植被光合作用的最适温度。上述植被光合作用的实时温度、最低温度、最高温度以及最适温度均可以为预先测定的。
然后，将事先获取的遥感数据代入下式中计算水分胁迫因子：
Figure BDA0002045601260000211
其中，f(W)为所述水分胁迫因子，LSWI为所述陆表水分指数，作为一种实施方式，所述陆表水分指数可由地表近红外波段与短波红外波段的反射率进行计算获得，LSWImax为单个像元内植被生长季LSWI的最大值。
最后，将事先获取的温度胁迫因子、水分胁迫因子以及最大光能利用率代入下式中，计算得到实际光能利用率：
ε＝εmax×f(t)×f(w)；
其中，ε为所述实际光能利用率，εmax为所述最大光能利用率，作为一种实施方式，最大光能利用率可以为事先给定的，f(t)为所述温度胁迫因子，f(w)为所述水分胁迫因子。
在本申请实施例中，该总初级生产力确定方法中可以根据气象数据计算温度胁迫因子并根据遥感数据计算水分胁迫因子，以根据温度胁迫因子、水分胁迫因子以及最大光能利用率确定实际光能利用率。
进一步的，步骤S102包括如下步骤：
根据下式确定所述植被的总初级生产力：
GPP＝(FPARdiffuse×PARdiffuse+FPARdirrect×PARdirrect)×ε；
其中，FPARdirrect为所述第一吸收比例，PARdirrect为所述第一辐射值，FPARdiffuse为所述第二吸收比例，PARdiffuse为所述第二辐射值，ε为所述实际光能利用率。
示例性的，将事先获取的第一吸收比例、第一辐射值、第二吸收比例、第二辐射值以及实际光能利用率代入上述公式中，计算得到植被的总初级生产力，然后可以将得到的总初级生产力应用在其他场景中。例如：根据多个地区植被的总初级生产力确定各个地区植被的碳吸收量、碳排放量等，再根据其他数据确定全球范围内的碳吸收量、碳排放量等，以模拟碳循环数据。其中，其他数据可以包括汽车尾气排放量、动物的碳吸收量以及碳排放量等，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。再例如：根据一个农场内农作物的总初级生产力确定该农场内的农作物产量等。
在本申请实施例中，根据散射光合有效辐射的吸收比例、直射光合有效辐射的吸收比例、散射光合有效辐射的辐射值、直射光合有效辐射的辐射值以及实际光能利用率确定植被的总初级生产力，使得总初级生产力误差较小。
请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种总初级生产力确定装置的结构框图，该总初级生产力确定装置50包括：第一获取模块501，用于获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值；第一确定模块502，用于根据所述直射光合有效辐射的吸收比例、所述散射光合有效辐射的吸收比根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力；其中，所述实际光能利用率根据最大光能利用率确定，所述总初级生产力为单位时间内所述植被通过光合作用途径所固定的有机碳量。
在本申请实施例中，该碳循环数据确定装置50中的第一获取模块501将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，从而能够精确估算植被冠层对散射光合有效辐射的吸收比例和直射光合有效辐射的吸收比例。同时，第一确定模块502计算得到的总初级生产力既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射，使得总初级生产力误差较小。
进一步的，所述第一获取模块501还用于：根据所述总初级生产力确定碳循环数据。
在本申请实施例中，既考虑了散射光合有效辐射也考虑了直射光合有效辐射计算得到的总初级生产力误差较小，从而使在确定碳循环数据的过程中结果更加精确。
进一步的，所述第一获取模块501具体用于：获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数；根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率；根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定所述第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定所述第二吸收比例。
在本申请实施例中，第一获取模块501首先获取光合有效辐射的消光系数，然后根据消光系数确定光合有效辐射的反射率以及透过率，最后根据反射率以及透过率确定光合有效辐射的吸收比例。利用上述第一获取模块501，可以将散射光合有效辐射的吸收比例以及直射光合有效辐射的吸收比例分开计算，使得根据第一吸收比例以及第二吸收比例确定的总初级生产力误差较小。
进一步的，所述第一获取模块501具体用于：获取所述植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角；根据下式确定所述第一消光系数：
Figure BDA0002045601260000231
其中，Kdirrect为所述第一消光系数，x为所述叶倾角分布系数，ψ为所述太阳天顶角。
在本申请实施例中，由于植被冠层对直射光合有效辐射的吸收比例主要受到太阳高度角、叶倾角分布的影响，第一获取模块501可以利用上述公式确定直射光合有效辐射的吸收比例。
进一步的，所述第一获取模块501具体用于：获取所述植被的叶面积指数；根据下式确定所述第二消光系数：
Figure BDA0002045601260000241
其中，Kdiffuse为所述第二消光系数，L为所述叶面积指数。
在本申请实施例中，由于散射光合有效辐射的消光系数与太阳天顶角无关，仅与叶倾角分布和叶面积指数相关，第一获取模块501可以利用上述公式确定散射光合有效辐射的吸收比例。
进一步的，所述第一获取模块501具体用于：获取所述植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数；根据下式确定所述第一反射率以及所述第二反射率：
Figure BDA0002045601260000242
其中，ρcpy为所述第一反射率或者所述第二反射率，K为与所述第一反射率以及所述第一透过率对应的所述第一消光系数或者与所述第二反射率以及所述第二透过率对应的所述第二消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数；根据下式确定所述第一透过率以及所述第二透过率：
Figure BDA0002045601260000243
其中，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率。
在本申请实施例中，第一获取模块501可以利用上述两个公式分别确定直射光合有效辐射的反射率以及透过率和散射光合有效辐射的反射率以及透过率，以根据直射光合有效辐射的反射率以及透过率确定直射光合有效辐射的吸收比例，和根据散射光合有效辐射的反射率以及透过率确定散射光合有效辐射的吸收比例。
进一步的，所述第一获取模块501具体用于：获取土壤反射率；根据下式确定所述第一吸收比例以及所述第二吸收比例：
FPAR＝1-ρcpy-τ(1-ρs)；
其中，FPAR为所述第一吸收比例或者所述第二吸收比例，ρcpy为所述第一吸收比例对应的所述第一反射率或者所述第二吸收比例对应的所述第二反射率，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率，ρs为所述土壤反射率。
在本申请实施例中，第一获取模块501可以利用上述公式分别根据直射光合有效辐射的反射率以及透过率确定直射光合有效辐射的吸收比例，和根据散射光合有效辐射的反射率以及透过率确定散射光合有效辐射的吸收比例，使得根据第一吸收比例以及第二吸收比例确定的总初级生产力误差较小。
进一步的，所述总初级生产力确定装置50还包括：第二获取模块，用于获取所述植被的散射比例系数以及总入射光合有效辐射的第三辐射值；第三确定模块，用于根据所述第三辐射值以及所述散射比例系数确定所述第一辐射值以及所述第二辐射值。
在本申请实施例中，当获取的数据中无散射光合有效辐射的辐射值和直射光合有效辐射的辐射值数据可用，则需要利用第二获取模块将散射光合有效辐射和直射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离出来。
进一步的，所述第二获取模块具体用于：获取所述植被的晴空系数；根据下式确定所述散射比例系数：
S＝0.7527+3.8453R-16.316R2+18.962R3-7.0802R4；
其中，S为所述散射比例系数，R为所述晴空系数。
在本申请实施例中，第二获取模块可以利用上述公式确定散射比例系数，以将散射光合有效辐射和直射光合有效辐射从总入射光合有效辐射中分离出来。
进一步的，所述总初级生产力确定装置50还包括：第三获取模块，用于获取气象数据以及遥感数据；第一计算模块，用于根据所述气象数据计算温度胁迫因子，并根据所述遥感数据计算水分胁迫因子；第四确定模块，用于利用所述温度胁迫因子、所述水分胁迫因子以及所述最大光能利用率确定所述实际光能利用率。
在本申请实施例中，该总初级生产力确定装置50中的第一计算模块可以根据气象数据计算温度胁迫因子并根据遥感数据计算水分胁迫因子，以根据温度胁迫因子、水分胁迫因子以及最大光能利用率确定实际光能利用率。
进一步的，所述第一确定模块502具体用于：根据下式确定所述植被的总初级生产力：
GPP＝(FPARdiffuse×PARdiffuse+FPARdirrect×PARdirrect)×ε；
其中，FPARdirrect为所述第一吸收比例，PARdirrect为所述第一辐射值，FPARdiffuse为所述第二吸收比例，PARdiffuse为所述第二辐射值，ε＝εmax×f(t)×f(w)为所述实际光能利用率，εmax为所述最大光能利用率，f(t)为所述温度胁迫因子，f(w)为所述水分胁迫因子。
在本申请实施例中，第一确定模块502根据散射光合有效辐射的吸收比例、直射光合有效辐射的吸收比例、散射光合有效辐射的辐射值、直射光合有效辐射的辐射值及实际光能利用率确定植被的总初级生产力，使得总初级生产力误差较小。
请参照图6，图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图，该电子设备包括：至少一个处理器601，至少一个通信接口602，至少一个存储603和至少一个通信总线604。其中，通信总线604用于实现这些组件直接的连接通信，通信接口602用于与其他节点设备进行信令或数据的通信，存储器603存储有处理器601可执行的机器可读指令。当电子设备运行时，处理器601与存储器603之间通过通信总线604通信，机器可读指令被处理器601执行时执行总初级生产力确定方法。
处理器601可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。上述处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。其可以实现或者执行本申请实施例中公开的各种方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器603可以包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述实施例中总初级生产力确定方法的步骤，例如包括：获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值；根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种总初级生产力确定方法，其特征在于，包括：
获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值；
根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力；其中，所述实际光能利用率根据最大光能利用率确定，所述总初级生产力为单位时间内所述植被通过光合作用途径所固定的有机碳量；
所述获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例以及散射光合有效辐射的第二吸收比例，包括：
获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数；
所述获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数，包括：
获取所述植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角；
根据下式确定所述第一消光系数：
Figure FDA0002699938140000011
其中，Kdirrect为所述第一消光系数，x为所述叶倾角分布系数，ψ为所述太阳天顶角。
2.根据权利要求1所述的总初级生产力确定方法，其特征在于，在所述
获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数之后，所述方法还包括：
根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率；
根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定所述第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定所述第二吸收比例。
3.根据权利要求1所述的总初级生产力确定方法，其特征在于，所述获取所述散射光合有效辐射的第二消光系数，包括：
获取所述植被的叶面积指数；
根据下式确定所述第二消光系数：
Figure FDA0002699938140000021
其中，Kdiffuse为所述第二消光系数，L为所述叶面积指数。
4.根据权利要求2所述的总初级生产力确定方法，其特征在于，所述根据所述第一消光系数确定所述植被对所述直射光合有效辐射的第一反射率以及第一透过率，并根据所述第二消光系数确定所述植被对所述散射光合有效辐射的第二反射率以及第二透过率，包括：
获取所述植被的叶片吸收率、土壤反射率、聚集系数以及叶面积指数；
根据下式确定所述第一反射率以及所述第二反射率：
Figure FDA0002699938140000022
其中，ρcpy为所述第一反射率或者所述第二反射率，K为与所述第一反射率以及所述第一透过率对应的所述第一消光系数或者与所述第二反射率以及所述第二透过率对应的所述第二消光系数，ρs为所述土壤反射率，α为所述叶片吸收率，Ω为所述聚集系数，L为所述叶面积指数；
根据下式确定所述第一透过率以及所述第二透过率：
Figure FDA0002699938140000023
其中，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率。
5.根据权利要求2所述的总初级生产力确定方法，其特征在于，所述根据所述第一反射率以及所述第一透过率确定所述第一吸收比例，并根据所述第二反射率以及所述第二透过率确定所述第二吸收比例，包括：
获取土壤反射率；
根据下式确定所述第一吸收比例以及所述第二吸收比例：
FPAR＝1-ρcpy-τ(1-ρs)；
其中，FPAR为所述第一吸收比例或者所述第二吸收比例，ρcpy为所述第一吸收比例对应的所述第一反射率或者所述第二吸收比例对应的所述第二反射率，τ为所述第一吸收比例对应的所述第一透过率或者所述第二吸收比例对应的所述第二透过率，ρs为所述土壤反射率。
6.根据权利要求1所述的总初级生产力确定方法，其特征在于，在所述获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例之前，所述方法还包括：
获取所述植被的散射比例系数以及总入射光合有效辐射的第三辐射值；
根据所述第三辐射值以及所述散射比例系数确定所述第一辐射值以及所述第二辐射值。
7.根据权利要求1所述的总初级生产力确定方法，其特征在于，所述根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力，包括：
根据下式确定所述植被的所述总初级生产力：
GPP＝(FPARdiffuse×PARdiffuse+FPARdirrect×PARdirrect)×ε；
其中，FPARdirrect为所述第一吸收比例，PARdirrect为所述第一辐射值，FPARdiffuse为所述第二吸收比例，PARdiffuse为所述第二辐射值，ε＝εmax×f(t)×f(w)为所述实际光能利用率，εmax为所述最大光能利用率，f(t)为温度胁迫因子，f(w)为水分胁迫因子。
8.一种总初级生产力确定装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取植被的直射光合有效辐射的第一吸收比例、所述直射光合有效辐射的第一辐射值、散射光合有效辐射的第二吸收比例以及所述散射光合有效辐射的第二辐射值；
第一确定模块，用于根据所述直射光合有效辐射的吸收比例、所述散射光合有效辐射的吸收比根据所述第一吸收比例、所述第二吸收比例、所述第一辐射值、所述第二辐射值以及实际光能利用率确定所述植被的总初级生产力；其中，所述实际光能利用率根据最大光能利用率确定，所述总初级生产力为单位时间内所述植被通过光合作用途径所固定的有机碳量；
所述第一获取模块具体用于：
获取所述直射光合有效辐射的第一消光系数以及所述散射光合有效辐射的第二消光系数；
所述第一获取模块具体用于：
获取所述植被的叶倾角分布系数以及太阳天顶角；
根据下式确定所述第一消光系数：
Figure FDA0002699938140000041
其中，Kdirrect为所述第一消光系数，x为所述叶倾角分布系数，ψ为所述太阳天顶角。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线；
所述处理器和所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1-7任一项所述的总初级生产力确定方法。
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