一种农业火灾的火辐射功率作物精细化分配方法

本发明属于大气环境，涉及一种农业火灾的火辐射功率作物精细化分配方法，具体涉及一种基于作物秸秆产量、作物物候期和卫星探测火点数据的农业火灾的火辐射功率作物精细化分配方法。

背景技术：

1、不同作物种类的差异增加了秸秆露天焚烧大气污染物排放的不确定性；同时，秸秆露天焚烧导致的农业火灾越大，卫星可探测到的火辐射功率越大，这与作物种类及秸秆产量有密切关系。因此，将农业火灾的火辐射功率精细化分配到作物上至关重要，对建立高时空分辨率的多作物秸秆露天焚烧大气污染物排放清单具有重要意义。

2、目前，秸秆露天焚烧的作物火辐射功率确定方法主要有以火点发生位置的种植作物的面积为依据，将最大种植面积的作物确定为该火点燃烧的作物，进而确定该火点的作物火辐射功率，忽视了火点发生位置可能种植的其他作物，导致其结果存在一定的不确定性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种基于作物秸秆产量、作物物候期和卫星探测火点数据的农业火灾的火辐射功率作物精细化分配方法，该方法可实现农业火灾火点位置的火辐射功率对所有种植作物的精细化分配，降低了以火点发生位置的作物最大种植面积为依据确定该火点的作物火辐射功率存在的不确定性，可为构建高时空分辨率多作物秸秆露天焚烧大气污染物排放清单提供数据支撑，为相关部门制定控制方案提供准确的基础数据，实现快速精准管控。

2、本发明公开了一种农业火灾的火辐射功率作物精细化分配方法，包括：

3、步骤1、获取作物种植面积、作物单位面积产量、草谷比和干燥比数据；

4、步骤2、基于作物单位面积产量、草谷比和干燥比数据计算作物单位面积秸秆产量，基于作物种植面积与单位面积秸秆产量获得作物秸秆产量；

5、步骤3、获取各省作物物候期，并获得各省逐旬成熟作物种类；

6、步骤4、基于作物秸秆产量和各省逐旬成熟作物种类，获得逐旬各类作物秸秆产量，并计算逐旬各类作物秸秆产量比例；

7、步骤5、获取卫星探测火点数据；

8、步骤6、根据卫星火点发生时间，确定该火点发生时间的成熟作物种类；

9、步骤7、确定该作物在这一火点位置是否种植，筛选出种植的作物，剔除未种植的作物；

10、步骤8、基于各省逐旬各类作物秸秆产量比例、火辐射功率，获得多作物火辐射功率数据。

11、作为本发明的进一步改进，所述步骤1，具体包括：

12、获取作物 j在省 i年 y的种植面积以及单位面积产量；

13、鉴于农作物秸秆草谷比系数差异较大，且无法实现实际测量；因此，获得作物 j在省 i的草谷比以及作物 j的干燥比。

14、作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，

15、作物单位面积秸秆产量的计算公式为：

16、；

17、作物秸秆产量的计算公式为：

18、；

19、式中：

20、为作物 j在省 i年 y的单位面积秸秆产量，单位吨；

21、为作物 j在省 i年 y的单位面积产量，单位吨；

22、为作物 j在省 i年 y的秸秆产量，单位吨；

23、为作物 j在省 i年 y的种植面积，单位 hm 2；

24、为作物 j在省 i的草谷比，无量纲；

25、为作物 j的干燥比，无量纲。

26、作为本发明的进一步改进，所述步骤3，具体包括：

27、根据各省的农业实践信息，并考虑到农作物的生长变化，以10天为分辨率，构建各省逐旬成熟作物数据库。

28、作为本发明的进一步改进，在所述步骤4中，

29、逐旬各类作物秸秆产量比例的计算公式为：

30、；

31、式中：

32、为作物 j在省 i旬 t的秸秆产量比例，无纲量；

33、为作物 j在省 i旬 t的秸秆产量，单位吨；

34、为作物 j在省 i年 y的秸秆产量，单位吨；

35、为作物 j在省 i年 y的成熟次数，单位次；其中，由于有些作物是一年多熟，因此，在计算该类作物秸秆产量比例时，要注意除以该类作物的成熟次数。

36、作为本发明的进一步改进，所述步骤5，具体包括：

37、基于中国科学院资源环境科学数据中心的农村土地利用信息和地理空间数据云的卫星火点产品，下载所需的卫星探测火点数据，筛选中国农村地区的月火点；

38、基于卫星监测获取的时间信息，将每个月的秸秆露天焚烧火点按照10天周期进行分类。

39、作为本发明的进一步改进，在所述步骤6中，若在火点发生时间没有作物成熟，则返回该火点发生时间的上一旬查找；若上一旬依然没有作物成熟，再向其上一旬查找，直到确定该火点发生时间的所有成熟作物种类。

40、作为本发明的进一步改进，在所述步骤8中，

41、多作物火辐射功率数据的计算公式为：

42、；

43、式中：

44、为作物 j在省 i旬 t的火辐射功率，单位mw；

45、为作物 j在省 i旬 t的秸秆产量比例，无纲量；

46、为省 i旬 t的火辐射功率，单位mw。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

48、本发明基于作物秸秆产量、作物物候期与卫星探测火点数据，实现农业火灾火点位置的火辐射功率对所有种植作物的精细化分配，降低了多作物秸秆露天焚烧大气污染物排放估算的不确定性，为构建高时空分辨率多作物秸秆露天焚烧大气污染物排放清单提供数据支撑。研究成果有助于构建高时空分辨率的多作物秸秆露天焚烧大气污染物排放清单，为制定有效空气质量改善方案提供科技支撑。