Python および ArcGIS ツールを使用して蒸発散量 ET と植生の一次総生産性 GPP を推定する

原文を見る>>> 「Python+」マルチテクノロジー融合による植生の蒸発散量と一次総生産量の推定への実用化

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。

1. 蒸発散量と光合成インピーダンス

【簡単な説明】：

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、代謝と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 共通の図書館学習

このセクションには、Python の基本構文と、一般的な科学計算 (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、テキストの変換、空白値の埋め込みなどの操作に対応します。

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などの主要な要素が含まれます。

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、炭素、水、エネルギーフラックスの地球規模の観測データセットであり、200 以上の観測地点からのデータがまとめられています。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。

Ø データダウンロード

ウェブサイトhttps://fluxnet.org/data/fluxnet2015-dataset/を開き、「Download FLUXNET2015 Dataset」をクリックして、ユーザー名とアカウントのパスワードを使用してログインします。ニーズに応じてサイトを選択し、アプリケーション要件を入力して、ダウンロードを完了します。