玉米农田生态系统蒸散发模型参数优化

• Published in: Guanʻgai paishui xuebao Vol. 41; no. 1; pp. 33 - 40
• Main Authors: QIU Zhongqi, ZHOU, Linlin, LIU, Hongjuan
• Format: Journal Article
• Language: Chinese; English
• Published: Xinxiang City Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS) Farmland Irrigation Research Institute Editorial Office of Journal of Irrigation and Drainage 01.01.2022; 兰州大学资源环境学院,兰州730000%会宁县太平店镇人民政府农业农村综合服务中心,甘肃白银730799
• Subjects: Adaptive algorithms; Agricultural management; Bayesian analysis; Calibration; Enthalpy; Evapotranspiration; Evolutionary algorithms; Evolutionary computation; Fluctuations; Heat; Heat flux; Heat transfer; Latent heat; Markov analysis; Markov chains; Mathematical models; Mean square errors; Mean square values; Meteorological data; Monte Carlo simulation; Multiple objective analysis; Objective function; Optimization; Parameter estimation; Regression models; Root-mean-square errors; Sensible heat; Statistical inference; Water management; Weather; Weather stations; 参数优化;蒸散发模型;能量闭合
• ISSN: 1672-3317
• DOI: 10.13522/j.cnki.ggps.2021294

S181; [目的]在无法根据实测值得到具体模型参数的地域,对经验参数进行优化以提高区域蒸散发模型的精度.[方法]通过黑河流域生态水文过程综合遥感试验水文气象观测数据集中的大满超级站气象要素梯度观测系统的数据,研究玉米农田生态系统的蒸散发模型优化问题.采用差分进化自适应算法,以潜热通量和感热通量为优化目标,引入能量闭合因子对模型参数的优化,核心思想为贝叶斯理论,通过构造多条马尔科夫链来估计参数的后验信息;引入传统评价指标包括决定系数(R2)、线性回归斜率、均方根误差(RMSE)、一致性指数(IA)、纳什系数(NSE),对Shuttleworth-Wallace原模型和优化后模型的潜热通量和感热通量的模拟性能进行评价.[结果]模型校准期,优化后模型相对于Shuttleworth-Wallace原模型在模拟潜热通量时,均方根误差降低52.46％,一致性指数提高17.3％;优化后模型在模拟潜热通量时,纳什系数达到0.82.在模拟感热通量时,优化后模型相对于Shuttleworth-Wallace原模型的评价指数提高不明显.模型验证期,优化后模型相对于Shuttleworth-Wallace原模型在模拟潜热通量时,均方根误差降低50.51％,一致性指数提高14.46％;优化后模型模拟潜热通量时,纳什系数达到0.80.在模拟感热通量时,优化后模型相对于Shuttleworth-Wallace原模型的评价指数提高不明显.[结论]对于不能根据实测值得到具体模型参数的地域,根据条件相似获得该区域的经验参数,将经验参数代入Shuttleworth-Wallace原模型中模拟该区域蒸散发,效果不理想,模型评价数据较差;相对于Shuttleworth-Wallace原模型的评价数据,优化方案对经验参数进行优化,优化后模型对潜热通量的模拟有了较大的提高,但是对感热通量模拟性能提升的效果不明显.