001:InVEST学习

2023-08-16 15:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

InVEST产水模块介绍（原理+数据收集#1）前言

（一些碎碎念着急的可以忽略）最开始做inVEST模型是2020年中，应该说对这个软件有很特殊的感情，之前一直想出教程，但是因为事情多加上拖延加上懒就耽搁了，事实证明东西不用就确实荒废了，现在面对当初自己做的东西顶多也就能想起一些思路，很多细节都忘了，所以这个教程也相当于是一个备忘录。

软件版本

我用的是inVEST 3.9.0，截至我写这篇文章（2022.3.8）官网已经更新到3.10.2，现在可能好多做水文的电脑里会存着3.8.x的版本，这个感觉问题不大，官网自行下载以往版本就好，挂个官网链接.

今天先从个人感觉最复杂的一个开始.

1. 水源涵养模块需要用到的基本原理产水量模块是依据降水、土壤深度、土地利用、潜在蒸散发（这个后面要重点说一下）和植被可利用含水量等参数计算获得的流域产水量，基于水量平衡原理计算。原理是假设每个栅格单元产水量均以径流方式汇集到流域出水口，此处忽略地表、地下和基流，用降水量减去实际蒸散量作为产水量。这个模块没有考虑地下水、地表水的补给，因此计算也是存在缺陷的，在一些方面应用可能存在争议，如果研究更为精细，SWAT是个不错的选择（我还不会）。

原理图，来自中文帮助文档[1]

依据该图图示，模型运算产水量来自降水。地上，被植被吸收蒸散一部分，地表蒸发一部分；地下，存在植物根系深度，与植物吸水能力相关，外加渗透的地下水。模型中的产水量即为地表径流+土壤含水。图中灰色部分箭头为in Flow（流入水量），没有考虑到模型中。一般来讲，产水量分为地表径流量、土壤含水量、冠层截流量和枯落物持水量[2]。

2.找数据

估计这一步应该是最难搞的了，运气不好碰上个研究区什么东西都没有就得自己算，在这里会写下有数据和没数据的处理方式。

2.1输入介绍

在这里插入图片描述

一个一个解释一下：

在一个合适的地方建立一个专门算inVES的文件夹，最好是英文的，怕报错，建议在这个文件夹下分成准备数据和运算产出结果两个子文件夹，因为后期数据有点多。填不填都行降水量，如果有现成的降水量数据就最好了（资源环境数据云平台、国家气象科学数据中心等），如果没有，可以找气象站点数据做插值（Kriging插值法在此适用)。潜在蒸散发

分享一些常用数据网站 a：NASA https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/order/1/MODIS:Aqua 蒸散发数据是MOD16A2，据说很精确，相较于地表测定的差别不会很大，不过分辨率是500m全球，每八天测一次，后期处理可能会麻烦，而且做小研究区范围的可能不适用，这里贴个图在这里插入图片描述 b.figshare https://figshare.com/search?q=GlobalPET&itemTypes=3&categories=734 查之后是这个样子其实可能找了一圈之后发现潜在蒸散发的数据可能达到个人要求的十分有限，比如分辨率，比如年份，那么这个时候可以考虑从其他论文里参考，比如做一个省的数据，如果没有，可以选择临近省份，再没有，选择范围更大的，比如华南、华北、东北这样的范围，再没有，用全国，可以考虑替换，但是同样也有更可行的方法——

用公式自己算出一套数据

依据帮助文档里提供的公式，利用哈格里夫斯提出的潜在蒸散发模型，上图在这里插入图片描述个人偏向于这个公式，当然也有其他比如Hamon公式可以计算月度、年度潜在蒸散ET0 5. 根系深度（Harmonized World Soil Database）这个基本不会有太多更新，根系生长比较缓慢，所以基本一套数据就可解决，挂个链接. 6. 植被可利用含水率

这次整理了原理和参数，下次可能会考虑更新一下出现的问题，个人觉得产水模块入门稍微难一点点，但是这个学会了其他模块会更好理解细心认真助各位学习顺利呀~

参考文献： [1]生态系统服务评估与权衡（InVEST）模型（3.2.0 版本）使用手册 [2]陈姗姗. 南水北调水源区水源涵养与土壤保持生态系统服务功能研究[D].西北大学,2016.

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