本發(fā)明涉及一種基于遙感數(shù)據(jù)的濕地景觀近地層冷濕氣候空間模擬方法。

背景技術(shù)：
面對近幾十年全球環(huán)境變化，人類活動干擾下的區(qū)域濕地景觀變化問題儼然已成為全球變化研究的重要內(nèi)容，尤其濕地景觀變化及其帶來的氣候效應(yīng)研究已成為研究熱點(diǎn)和協(xié)調(diào)濕地保護(hù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的依據(jù)。因此，準(zhǔn)確地獲取冷濕氣候要素的空間分布對濕地生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域氣候模型、水文與生態(tài)模型以及全球氣候響應(yīng)等研究起著十分重要的作用。目前，從氣象站觀測獲取氣象數(shù)據(jù)是模擬氣候要素空間分布的主要來源之一；由于氣象站點(diǎn)空間分布稀疏不均，常采樣各種空間插值方法將有限的點(diǎn)擴(kuò)展到面以獲取空間連續(xù)分布的氣候數(shù)據(jù)。然而在不同地形和不同景觀條件下，一個(gè)氣象站能夠代表的范圍有很大差別，即使通過空間插值方法也無法獲得高精度的氣溫空間分布。針對這個(gè)不足，目前已有研究利用遙感影像獲得大范圍的氣候要素空間分布。雖然遙感反演實(shí)現(xiàn)了斑塊內(nèi)部差異的體現(xiàn)，但很少有研究將其用于具有復(fù)雜地表特性的區(qū)域，特別是考慮異質(zhì)斑塊之間邊緣帶的近地層氣候要素分布情況，因此，本發(fā)明在基于濕地景觀尺度下近地層冷濕要素空間分布模擬時(shí)，既利用遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢克服了傳統(tǒng)氣象站數(shù)據(jù)分布稀疏的缺點(diǎn)，又著重考慮了冷濕氣候要素在斑塊之間邊緣帶上的水平變化模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有空間插值方法無法獲得高精度的氣溫空間分布，從而提供一種基于遙感數(shù)據(jù)的濕地景觀近地層冷濕氣候要素GIS空間模擬方法。一種基于遙感數(shù)據(jù)的濕地景觀近地層冷濕氣候要素GIS空間模擬方法，它包括如下步驟：步驟一：獲得研究區(qū)MODIS遙感影像的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；步驟二：利用步驟一所述植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI和地表溫度數(shù)據(jù)集LST建立近地層氣溫反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布；步驟三：利用步驟一所述地表溫度數(shù)據(jù)集LST和可降水量數(shù)據(jù)集Pw建立近地層相對濕度反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布；步驟四：根據(jù)步驟二與步驟三所述濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的空間分布，使用空間聚合法獲得濕地斑塊和旱地斑塊近地層冷濕氣候要素的平均值，構(gòu)建冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型；所述冷濕氣候要素為氣溫與相對濕度；步驟五：根據(jù)步驟四獲得的冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型模擬結(jié)果，利用GIS技術(shù)對濕地景觀尺度下的近地層氣溫和濕度進(jìn)行空間模擬。所述步驟一：獲得研究區(qū)MODIS遙感影像的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程為：步驟一1：獲得研究區(qū)MODIS遙感影像的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw，對三種數(shù)據(jù)集進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、輻射定標(biāo)以及圖像拼接剪裁處理；步驟一2：對步驟一1處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行水體掩膜處理與云處理，獲得剔除了由水體和云因素影響而產(chǎn)生異常值的影像數(shù)據(jù)集；步驟一3：對可降水量數(shù)據(jù)集Pw的每天數(shù)據(jù)集求平均，得到與地表溫度數(shù)據(jù)集LST相同時(shí)間尺度的近紅外和紅外的可降水量Pw合成數(shù)據(jù)集；步驟一4：獲取氣象站數(shù)據(jù)；所述氣象站數(shù)據(jù)包括氣溫、相對濕度和地面水汽壓；并根據(jù)氣象站的地理位置，提取步驟一2獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及步驟一3獲得的可降水量數(shù)據(jù)集Pw相應(yīng)像元的亮度值DN。所述步驟二：利用步驟一所述植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI和地表溫度數(shù)據(jù)集LST建立近地層氣溫反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布的過程為：利用步驟一4獲得的地表溫度數(shù)據(jù)集LST和植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI的DN值以及氣象站的氣溫?cái)?shù)據(jù)通過二元線性回歸方程構(gòu)建近地層氣溫反演模型，估算濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層氣溫分布的模型為：y＝β0+β1x1+β2x2式中，y表示估算的平均氣溫值，x1表示地表溫度LST，x2表示植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI，βn表示回歸系數(shù)。所述步驟三：利用步驟一所述地表溫度數(shù)據(jù)集LST和可降水量數(shù)據(jù)集Pw建立近地層相對濕度反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布的過程為：步驟三1：根據(jù)步驟一4獲得的可降水量數(shù)據(jù)集Pw的DN值與氣象站的地面水汽壓數(shù)據(jù)構(gòu)建回歸方程估算地面水汽壓：e＝a+b×pw式中，e表示實(shí)際水汽壓，a、b表示回歸系數(shù)；步驟三2：估算相對濕度；所述估算相對濕度的過程為：利用馬格納斯經(jīng)驗(yàn)公式確定飽和水汽es和氣溫的關(guān)系：es=0.6108exp[17.27Ta237.3+Ta]]]>式中，es表示飽和水汽壓，Ta表示近地層氣溫，為步驟二獲得的氣溫反演結(jié)果；相對濕度表示實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓es之比：RH=ees×100%]]>根據(jù)步驟三1至步驟三2構(gòu)建近地層相對濕度反演模型，根據(jù)氣溫反演結(jié)果、可降水量數(shù)據(jù)集Pw以及水汽壓數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，估算濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布。所述步驟四：根據(jù)步驟二與三所述斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的空間分布，使用空間聚合法獲得濕地斑塊和旱地斑塊近地層冷濕氣候要素的平均值，構(gòu)建冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型的過程為：步驟四1：根據(jù)步驟二與步驟三獲得的濕地和旱地斑塊內(nèi)部近地層氣溫與相對濕度的空間分布按濕地與旱地進(jìn)行劃分，分別計(jì)算濕地斑塊內(nèi)部和旱地斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的平均值；步驟四2：在濕地斑塊與旱地斑塊交界處設(shè)置x軸原點(diǎn)，并以Logistic模型為基礎(chǔ)模擬冷濕氣候要素在邊緣帶的水平變化過程，從而構(gòu)建濕地景觀的冷濕要素邊緣效應(yīng)水平變化模型：y=Aw-Af1+ex/dx+Af]]>式中，Aw與Af分別表示濕地斑塊內(nèi)部與旱地斑塊內(nèi)部冷濕要素的平均狀態(tài)，dx表示曲線變化的陡度；所述步驟五：根據(jù)步驟四冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型模擬結(jié)果，利用GIS技術(shù)對濕地景觀尺度下的近地層氣溫和濕度進(jìn)行空間模擬的過程為：步驟五1：根據(jù)步驟四獲得的冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型獲得在濕地-旱地邊緣帶冷濕氣候要素的水平變化曲線，并對水平變化曲線進(jìn)行離散化設(shè)計(jì),得到邊緣條帶；計(jì)算冷濕要素的邊緣效應(yīng)的水平變化范圍；步驟五2：通過GIS緩沖區(qū)分析與疊加分析，根據(jù)步驟五1中邊緣效應(yīng)的水平變化范圍設(shè)置條帶步長，并令步長為半徑，以濕地斑塊與旱地斑塊為邊界，分別向斑塊內(nèi)部作緩沖帶；步驟五3：根據(jù)步驟四所述的邊緣效應(yīng)水平變化模型，以距濕地-旱地斑塊邊界的距離為自變量，計(jì)算根據(jù)步驟五2獲得的各個(gè)邊緣條帶的氣溫與相對濕度，由此實(shí)現(xiàn)濕地景觀尺度下冷濕氣候要素的空間模擬。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了基于遙感數(shù)據(jù)考慮冷濕要素在邊緣帶的水平變化而進(jìn)行的空間模擬方法，可以準(zhǔn)確的獲取小氣候要素的空間分布，克服了傳統(tǒng)的基于氣象站數(shù)據(jù)無法反應(yīng)地斑內(nèi)部細(xì)節(jié)特征的缺點(diǎn)，將輻射分辨率和總信息量提高一倍以上，從本質(zhì)上改善了空間模擬效果。附圖說明圖1為本發(fā)明一種基于遙感數(shù)據(jù)的濕地景觀近地層冷濕氣候要素GIS空間模擬方法的流程圖；圖2為具體實(shí)施方式一所述濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布圖；圖3為具體實(shí)施方式一所述濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布圖；圖4為具體實(shí)施方式一所述邊緣帶離散化示意圖；圖5為具體實(shí)施方式一所述濕地景觀尺度下的近地層氣溫空間模擬圖；圖6為圖5的樣區(qū)細(xì)節(jié)圖；圖7為具體實(shí)施方式一所述濕地景觀尺度下的近地層濕度空間模擬圖；圖8為圖7的樣區(qū)細(xì)節(jié)圖。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1-圖8說明本實(shí)施方式一種基于遙感數(shù)據(jù)的濕地景觀近地層冷濕氣候要素GIS空間模擬方法，它包括如下步驟：步驟一：獲得研究區(qū)MODIS遙感影像的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；步驟二：利用步驟一所述植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI和地表溫度數(shù)據(jù)集LST建立近地層氣溫反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布；步驟三：利用步驟一所述地表溫度數(shù)據(jù)集LST和可降水量數(shù)據(jù)集Pw建立近地層相對濕度反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布；步驟四：根據(jù)步驟二與步驟三所述濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的空間分布，使用空間聚合法獲得濕地斑塊和旱地斑塊近地層冷濕氣候要素的平均值，構(gòu)建冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型；所述冷濕氣候要素為氣溫與相對濕度；步驟五：根據(jù)步驟四獲得的冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型模擬結(jié)果，利用GIS技術(shù)對濕地景觀尺度下的近地層氣溫和濕度進(jìn)行空間模擬。本發(fā)明的詳細(xì)步驟為：一種基于遙感數(shù)據(jù)的濕地景觀近地層冷濕氣候要素GIS空間模擬方法，它包括如下步驟：步驟一：獲得研究區(qū)MODIS遙感影像的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；所述步驟一：獲得研究區(qū)MODIS遙感影像的16天植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、8天地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及每天可降水量數(shù)據(jù)集Pw，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程為：步驟一1：從美國地質(zhì)調(diào)查局(USGG)網(wǎng)站獲得植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw，對三種數(shù)據(jù)集進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、輻射定標(biāo)以及圖像拼接剪裁處理；步驟一2：對步驟一1處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行水體掩膜處理與云處理，獲得剔除了由水體和云因素影響而產(chǎn)生異常值的影像數(shù)據(jù)集；步驟一3：對可降水量數(shù)據(jù)集Pw的每天數(shù)據(jù)集求平均，得到近紅外和紅外的可將水量Pw的8天合成數(shù)據(jù)集，以便與地表溫度數(shù)據(jù)集LST時(shí)間精度一致；步驟一4：為了構(gòu)建反演模型并進(jìn)行反演結(jié)果驗(yàn)證，從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)獲取相同時(shí)間段氣象站數(shù)據(jù)(氣溫、相對濕度以及地面水汽壓)；并根據(jù)氣象站的地理位置，提取步驟一2獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及步驟一3獲得的可降水量數(shù)據(jù)集Pw相應(yīng)像元的亮度值DN，并將氣象站數(shù)據(jù)分為兩部分，一部分用于反演模型構(gòu)建，另一部分用于結(jié)果驗(yàn)證。步驟二：利用步驟一獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI和地表溫度數(shù)據(jù)集LST建立近地層氣溫反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布；所述步驟二：利用步驟一獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI和地表溫度數(shù)據(jù)集LST建立近地層氣溫反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布的過程為：利用步驟一4獲得的地表溫度數(shù)據(jù)集LST和植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI的DN值以及一部分氣象站的氣溫?cái)?shù)據(jù)通過二元線性回歸方程構(gòu)建近地層氣溫反演模型，估算濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層氣溫分布：y＝β0+β1x1+β2x2式中，y表示估算的平均氣溫值，x1表示由遙感獲得的地表溫度LST，x2表示有遙感獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI，βn表示回歸系數(shù)。利用另一部分氣象站氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行反演模型結(jié)果的驗(yàn)證。步驟三：利用步驟一獲得到的地表溫度數(shù)據(jù)集LST和可降水量數(shù)據(jù)集Pw建立近地層相對濕度反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布；所述步驟三：利用步驟一獲得到的地表溫度數(shù)據(jù)集LST和可降水量數(shù)據(jù)集Pw建立近地層相對濕度反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布的過程為：步驟三1：根據(jù)步驟一4獲得的可降水量數(shù)據(jù)集Pw的DN值與一部分氣象站的地面水汽壓數(shù)據(jù)構(gòu)建兩者的回歸方程估算地面水汽壓：e＝a+b×pw式中，e表示實(shí)際水汽壓，a、b表示回歸系數(shù)；利用另一部分氣象站水汽壓數(shù)據(jù)進(jìn)行反演模型結(jié)果的驗(yàn)證。步驟三2：估算相對濕度；所述估算相對濕度的過程為：利用馬格納斯經(jīng)驗(yàn)公式確定飽和水汽es和氣溫的關(guān)系：es=0.6108exp[17.27Ta237.3+Ta]]]>式中，es表示飽和水汽壓，Ta表示近地層氣溫，為步驟二獲得的氣溫反演結(jié)果。相對濕度表示實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓es之比：RH=ees×100%.]]>根據(jù)步驟三1至步驟三2的三個(gè)公式即可構(gòu)建近地層相對濕度反演模型，再以氣溫反演結(jié)果、可降水量數(shù)據(jù)集Pw以及氣象站的水汽壓數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布。最后，利用氣象站的相對濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。步驟四：根據(jù)步驟二與三所述斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的空間分布，使用空間聚合法獲得濕地斑塊和旱地斑塊近地層冷濕氣候要素(氣溫與相對濕度)的平均值，構(gòu)建冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型；所述步驟四：根據(jù)步驟二與三所述斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的空間分布，使用空間聚合法獲得濕地斑塊和旱地斑塊近地層冷濕氣候要素(氣溫與相對濕度)的平均值，構(gòu)建冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型的過程為：步驟四1：根據(jù)步驟二與步驟三獲得的濕地和旱地斑塊內(nèi)部近地層氣溫與相對濕度的空間分布按濕地與旱地進(jìn)行劃分，之后分別計(jì)算濕地斑塊內(nèi)部和旱地斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的平均值；步驟四2：在濕地斑塊與旱地斑塊交界處設(shè)置x軸原點(diǎn)，并利用Logistic模型模擬濕地景觀冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化：y=Aw-Af1+ex/dx+Af]]>式中，Aw與Af分別表示濕地斑塊內(nèi)部與旱地斑塊內(nèi)部冷濕要素的平均狀態(tài)，dx表示曲線變化的陡度；以濕地斑塊內(nèi)部冷濕要素的平均狀態(tài)作為Aw，以旱地斑塊內(nèi)部冷濕要素的平均狀態(tài)作為Af，根據(jù)上述公式即可構(gòu)建濕地景觀的冷濕要素邊緣效應(yīng)水平變化模型。步驟五：根據(jù)步驟四冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型模擬結(jié)果，利用GIS技術(shù)對濕地景觀尺度下的近地層氣溫和濕度進(jìn)行空間模擬。所述步驟五：根據(jù)步驟四冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型模擬結(jié)果，利用GIS技術(shù)對濕地景觀尺度下的近地層氣溫和濕度進(jìn)行空間模擬的過程為：步驟五1：根據(jù)步驟四獲得的冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型獲得在濕地-旱地邊緣帶冷濕氣候要素的水平變化曲線，并對水平變化曲線進(jìn)行離散化設(shè)計(jì),得到若干個(gè)邊緣條帶；計(jì)算冷濕要素的邊緣效應(yīng)的水平變化范圍，并根據(jù)此范圍設(shè)計(jì)邊緣條帶步長的設(shè)置方案；步驟五2：通過GIS緩沖區(qū)分析與疊加分析，以步驟五1設(shè)計(jì)的邊緣條帶步長設(shè)置方案中的各個(gè)步長為半徑，以濕地與旱地斑塊為邊界，分別向斑塊內(nèi)部作緩沖帶，實(shí)現(xiàn)將濕地-旱地邊緣帶離散化為若干個(gè)邊緣條帶。步驟五3：根據(jù)步驟四所述的邊緣效應(yīng)水平變化模型，以距濕地-旱地斑塊邊界的距離為自變量，計(jì)算根據(jù)步驟五2獲得的各個(gè)邊緣條帶的氣溫與相對濕度，由此實(shí)現(xiàn)濕地景觀尺度下冷濕氣候要素的空間模擬。具體實(shí)施例：步驟一：從美國地質(zhì)調(diào)查局(USGG)網(wǎng)站獲取MODIS(中分辨率成像光譜儀,Moderate-resolutionImagingSpectroradiometer,)的16天植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、8天地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及每天可降水量數(shù)據(jù)集Pw，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；利用MRT與HEG軟件，將所有MODIS的HDF文件進(jìn)行圖像拼接和投影轉(zhuǎn)換，選擇Albers投影，參考橢球?yàn)閃GS84，進(jìn)行輻射定標(biāo)一集研究區(qū)剪裁；通過土地利用數(shù)據(jù)獲得水體空間分布，對植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw三種數(shù)據(jù)進(jìn)行水體掩膜，并去除異常值和無效值；隨后，進(jìn)行云處理剔除由云影響的異常值和無效值。以8天為間隔對日可降水量數(shù)據(jù)集的上午的近紅外和紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加平均Pw求平均值，獲得8天合成的白天與夜間的可降水量數(shù)據(jù)集Pw，以便與地表溫度數(shù)據(jù)集LST時(shí)間精度一致；從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)獲取相同時(shí)間段氣象站數(shù)據(jù)(氣溫、相對濕度以及地面水汽壓)；并根據(jù)氣象站的地理位置，提取植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及可降水量數(shù)據(jù)集Pw相應(yīng)像元的亮度值DN；通過插值獲得白天11：00和夜間23：00的氣象站數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)分為兩部分，一部分用于反演模型構(gòu)建，另一部分用于結(jié)果驗(yàn)證。步驟二：利用步驟一獲得的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI、地表溫度數(shù)據(jù)集LST以及氣象站的氣溫?cái)?shù)據(jù)建立近地層氣溫反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部氣溫的空間分布；獲得氣象站氣溫以及相應(yīng)像元的植被指數(shù)數(shù)據(jù)集NDVI和地表溫度數(shù)據(jù)集LST的DN值，對每組觀測值指定一個(gè)隨機(jī)序號，數(shù)據(jù)根據(jù)序號隨機(jī)劃分為兩部分：一部分用于模型構(gòu)建，另一部分用于模型驗(yàn)證，利用二元線性回歸模型估算斑塊內(nèi)部近地層氣溫分布，結(jié)果如圖2所示。步驟三：利用步驟一獲得的可降水量數(shù)據(jù)集Pw、步驟二獲得到的氣溫反演結(jié)果、以及氣象站的相對濕度數(shù)據(jù)建立近地層相對濕度反演模型，獲得濕地斑塊和旱地斑塊內(nèi)部近地層相對濕度的空間分布結(jié)合氣象站的水汽壓數(shù)據(jù)計(jì)算每8天的地表水汽壓平均值，根據(jù)MODIS白天與夜間的過境時(shí)間利用插值獲得過境時(shí)的水汽壓數(shù)據(jù)，從MODIS可降水量8天平均數(shù)據(jù)集提取相應(yīng)的可降水量數(shù)據(jù)，剔除無效值后，構(gòu)建水汽壓與可降水量的回歸模型；再利用回歸模型反演的地面水汽壓以及步驟二反演的氣溫，估算白天與夜間相對濕度，獲得斑塊內(nèi)部相對濕度的空間分布。步驟四：根據(jù)步驟二與三獲得的斑塊內(nèi)部氣溫與相對濕度的空間分布，使用空間聚合法獲得濕地斑塊和旱地斑塊近地層冷濕氣候要素(氣溫與相對濕度)的平均值，構(gòu)建冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型；利用空間聚合法分別求算步驟二與三遙感反演獲得的氣溫與相對濕度在濕地斑塊內(nèi)部和旱地斑塊內(nèi)部的平均值，然后，假設(shè)冷濕邊緣效應(yīng)水平模型中的曲線變化率不變，構(gòu)建五個(gè)研究區(qū)白天與夜間冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型，如表1：表1冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型步驟五：根據(jù)步驟四冷濕氣候要素邊緣效應(yīng)水平變化模型模擬結(jié)果，利用GIS技術(shù)對濕地景觀尺度下的近地層氣溫和濕度進(jìn)行空間模擬；根據(jù)表1的公式得到邊緣帶水平變化曲線；將一個(gè)濕地景觀單元劃分為濕地內(nèi)部區(qū)、旱地內(nèi)部區(qū)，以及濕地與旱地之間的濕地邊緣帶和旱地邊緣帶；對變化曲線上一定范圍內(nèi)的邊緣帶進(jìn)行離散化，形成若干個(gè)邊緣條帶，如圖4；計(jì)算冷濕要素的邊緣效應(yīng)的水平變化范圍，并根據(jù)此范圍設(shè)計(jì)邊緣條帶步長的設(shè)置方案；根據(jù)不同的冷濕要素白天與夜間的水平變化范圍設(shè)置不同邊緣條帶的步長，步長的大小根據(jù)冷濕要素在邊緣帶的變化規(guī)律來確定，由于溫度與相對濕度在邊緣帶呈現(xiàn)S型曲線特征，并且白天的擬合曲線變化比較劇烈，故以20m、40m漸增間距為步長，而夜間擬合曲線變化較平緩，設(shè)置以20m、40m、60m等漸增間距為步長，如表2所示：表2濕地與旱地邊緣條帶的設(shè)置方案(單位：m)通過GIS緩沖區(qū)分析與疊加分析，以濕地與旱地斑塊為邊界，分別向斑塊內(nèi)部以各個(gè)步長為單位半徑作為緩沖帶，由相應(yīng)的邊緣帶水平變化范圍設(shè)置生成緩沖條帶的個(gè)數(shù)，根據(jù)邊緣效應(yīng)水平變化模型，以空間距離為自變量，計(jì)算各個(gè)濕地研究區(qū)白天與夜間的每個(gè)邊緣條帶的溫度與相對濕度，由此實(shí)現(xiàn)濕地景觀尺度下冷濕氣候要素的空間模擬。空間模擬結(jié)果如圖5-圖8所示。本發(fā)明提出基于遙感數(shù)據(jù)考慮冷濕要素在邊緣帶的水平變化而進(jìn)行的空間模擬方法可以準(zhǔn)確地獲取小氣候要素的空間分布，克服了傳統(tǒng)的基于氣象站數(shù)據(jù)無法反映地斑塊內(nèi)部細(xì)節(jié)特征的缺點(diǎn)，將輻射分辨率和總信息量提高一倍以上，從本質(zhì)上改善了空間模擬效果。本發(fā)明為模擬景觀尺度氣候要素的空間分布提供了一種新思路，也為景觀生態(tài)功能空間尺度轉(zhuǎn)換及機(jī)制研究提供了有效途徑。