CASA モデルはプロセスベースのリモートセンシング モデル (Potter et al, 1993; Potter et al, 1994) であり、生態系の生産性と土壌の炭素および窒素のフラックスを結び付け、格子状の地球規模の気候、放射線、土壌、遠隔地から構成されています。 -センシング植生インデックス データセット駆動。モデルには、土壌有機物、微量ガスフラックス、栄養素の利用可能性、土壌水分、温度、土壌構造、微生物循環が含まれます。このモデルは、炭素の取り込み、養分分布、落葉落葉、土壌養分の無機化、二酸化炭素放出の季節変化を月単位の時間分解能でシミュレートします。ポッターとクルースターは、人間の活動によって引き起こされる土地被覆の変化を考慮し、CASA モデルといくつかのパラメーターを調整して、植物の摂取要件に関連する土壌炭素循環と生態系全体の窒素利用可能量の計算を改善しました。
初めてのCASAモデル紹介（説明＋事例演習）
1.1 炭素循環モデルの概要
1.2 CASAモデルの原理
1.3 CASAのダウンロードとインストール
1.4 CASA の注意事項
第2回CASA予備運用
2.1 ENVI インターフェースの概要
2.2 ENVI データとフォーマット
2.3 ENVI に基づく CASA シミュレーション
2.4 CASA結果の分析
第3回CASAデータ作成（1）
3.1 データ準備におけるリモート センシングと GIS テクノロジー
3.2 ArcGIS ソフトウェア インターフェイス
3.3 座標系と座標変換
3.4 地域データの処理
3.5 CASA ネットワーク データ リソースとダウンロード
3.6 CASA ネットワーク データの処理
第4回CASAデータ作成（2）
4.1 リモートセンシング技術の概要
4.2 リモートセンシング画像の取得と表示
4.3 リモートセンシング画像処理
4.4 リモートセンシングによる土地利用の解釈
第5回CASAデータ作成（3）
5.1 定量的リモートセンシングの概要
5.2 リモートセンシング画像の放射校正
5.3 FLASSH 大気補正
5.4 NDVI の計算
第6回CASAデータ整備(4)
6.1 気象点データの空間表示
6.2 気象観測所データのダウンロードと処理
6.3 気象データの地球統計学的空間補間
6.4 フィッシュネットツールに基づくサンプリングポイントの設計
6.5 CASA静的パラメータ設定
土地利用変更における第7回CASAシミュレーション
7.1 土地利用の変化と炭素排出量
7.2 移転マトリックスに基づく土地利用変化の分析
7.3 土地利用変化のシナリオ分析
7.4 将来の土地利用予測
7.5 土地利用変更時の CASA シミュレーション
気候変動下での第 8 回 CASA シミュレーション
8.1 CMIP6 データの概要
8.2 CMIP6データのダウンロード
8.3 CMIP6データ表示
8.4 CMIP6 データを CASA 気象データに変換する
8.5 将来の気候変動におけるCASAシミュレーション
第9回 CASAモデルに基づく炭素源と炭素吸収源のシミュレーション
9.1 炭素源と炭素吸収源の分析の概要
9.2 従属栄養生物の呼吸消費量 Rh の計算
9.3 生態系の純生産性 NEP の計算
9.4 炭素源と炭素吸収源の分析
第 10 回 CASA 事例分析
CASAに基づく生態系における炭素源・吸収源の時空間動的シミュレーション
蒸発散量と植生の総合一次生産性推定におけるマルチテクノロジー融合「Python+」の実践
蒸発散量 ET とその構成要素 (植生蒸散 Ec、土壌蒸発 Es、林冠遮蔽Ei)、植生総一次生産性 GPP の概念、および炭素と水のカップリングの基本原理に精通しており、Python および ArcGIS ツールの使用をコースでマスターします。関連する操作、熟練度 国際的に人気のあるペンマン・モンティス モデルをマスターし、このモデルを適用してさまざまな種類の植生の樹冠コンダクタンスと蒸発散量コンポーネントを計算できるようになり、単一ステーションおよび地域の結果の視覚化方法とマッピング方法をマスターします。コースの適用範囲は、生態学および水文学に関連する産業、およびダブルカーボンに関連する産業に関連します。
2つの蒸発散と光合成のインピーダンス＆Pythonの練習
1. 蒸発散量と光合成インピーダンス
蒸発散と光合成インピーダンスは植物生理学における重要な概念です。蒸発散量は植物の水分バランス、成長、代謝に密接に関係しており、光合成抵抗は水の蒸発散量を制限した条件下で光合成を維持するために植物が形成する拡散抵抗を反映しています。蒸発散と光合成インピーダンスの原理を研究することは、植物の光合成効率、成長速度、生態適応性を理解するのに役立ち、農業生産、林業管理、環境保護に対する科学的根拠と意思決定のサポートを提供します。
2.Pythonの命令
2.1. Jupyter Notebook エディター + Anaconda マネージャーのインストール
Python は、豊富な標準ライブラリと広範なサードパーティ ライブラリのサポートを備えた、習得が簡単で強力なプログラミング言語であり、ビッグ データ処理、人工知能、Web 開発などの多くの分野に適しています。
2.2 仮想環境のインストールと設定
仮想環境では、同じマシン上に複数の独立した Python 環境を作成でき、それぞれに独自のバージョンの Python とサードパーティ ライブラリをインストールできます。プロジェクトごとに異なる Python バージョンと依存ライブラリを使用できるため、バージョンの競合や依存関係の競合を回避できます。
2.3 共通ライブラリの学習このセクションには、Python の基本構文と、一般的に使用される科学技術計算 (Numpy)、データ処理 (Pandas)、およびデータ視覚化 (Matplotlib) ライブラリ関数の使用方法が含まれます。
2.4 データ処理
Python における一般的なデータの問題には、データの重複、データの例外、テキスト タイプ、データの欠落、データの無効などが含まれ、外れ値の処理、テキスト変換、空白値の埋め込みなどの操作に対応します。
3 つの ArcGIS 実践アプリケーション
3. ArcGIS の実践
3.1 基本操作
ArcGIS の基本操作には、マップ ドキュメントの作成と開き、データの読み込み、ドキュメントの保存、レイヤー操作、データ フレーム座標系の定義、フィーチャ属性のクエリなどが含まれます。
3.2 データ形式の変換
ArcGISでは、EXCELデータとShapefileデータ、TXTデータとShapefileデータの相互変換など、異なるデータ形式の相互変換を実現できます。
3.3 ラスター値の抽出
ポイントへの値の抽出は ArcGIS で実行でき、ラスター データセットのバッチ処理は ArcPy を使用して実行できます。
3.4 データのプルーニング
ArcGIS のクリッピング関数は、指定された境界範囲に従ってレイヤーまたはラスター データセットをクリップするために使用されます。クリッピングを使用すると、関心のないデータを削除したり、特定の領域に制限したりして、より適切な分析と視覚化を行うことができます。
3.5 地図作成地図作成には、主に、地図レイアウト設計、地図レンダリング方法、およびその他のコンテンツの主要要素が含まれます。
4. データ処理の実践 4. データのダウンロードと処理 4.1 サイトデータのダウンロードと処理FLUXNET2015 は、200 以上の観測サイトからのデータを集めた地球規模の炭素、水、エネルギーフラックス観測データセットです。このデータセットは、炭素、水、エネルギー フラックスなどの複数の観測変数の現場観測を提供し、標準化された形式で保存および共有されます。
データのダウンロードURL https://fluxnet.org/data/fluxnet2015-dataset/を開き、「Download FLUXNET2015 Dataset」をクリックし、ユーザー名とアカウントのパスワードでログインします。ニーズに応じてサイトを選択し、アプリケーションに記入します。ダウンロードを完了するための要件。
Ø データ処理 研究のニーズに応じて、変数の選択、外れ値の処理、空の値の埋め込みなど、ダウンロードされたデータが処理されます。4.2 地域データのダウンロードと処理GLASS は、地球規模の地表リモート センシング データセットであり、空間解像度 250m/500m/0.05°、時間解像度 8 日の高解像度植生葉面積指数 (LAI) データを提供します。
Ø データのダウンロードWeb サイトhttp://www.glass.umd.edu/index.htmlを開き、研究のニーズに応じて対応する解像度の LAI データセットを選択し、DownThemAll! を使用してデータをバッチでダウンロードします。
Ø データ処理 ダウンロードされたデータは HDF 形式であり、研究のニーズに応じて、データ形式の変換、定義投影、対応するグリッド値の抽出、データの集計などの処理が行われます。
5 樹冠コンダクタンスと水と炭素フラックスの空間シミュレーション事例解析演習 5. 適用事例 1: 敷地スケールでの蒸発散量、土壌蒸発量、植生蒸散量の計算 敷地スケールでは、葉面積指数、正味放射量などを使用して、樹冠の有効エネルギーと土壌の有効エネルギーを求め、一定期間の累積降水量と土壌表面の平衡蒸発率から土壌蒸発量を求め、植生の蒸散量とキャノピーのコンダクタンスが計算されます。具体的な操作は以下のとおりです。 1. 葉面積指数定義投影局値抽出および補間データ形式変換 2. 土壌蒸発計算 林冠有効エネルギーおよび土壌有効エネルギー計算 土壌蒸発率計算 土壌バランス蒸発計算 3 、植生蒸散量、乾湿計定数の計算、飽和水蒸気圧と温度の関係曲線の傾き計算、空力コンダクタンスの計算、4. 樹冠コンダクタンスの計算、数値計算結果の可視化
ケース 2: 蒸発散量と植生の一次総生産性の地域データのダウンロード、処理、表示
地域の表面蒸発散量とその構成要素 (土壌蒸発量、植生蒸散量、林冠遮断蒸発量)、および植生の総一次生産性のデータをダウンロード、処理、表示、カウントします。
