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申请/专利权人：江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心)

摘要：本发明涉及基于Copula函数计算植被生长对复合干热事件响应的方法，包括如下步骤：网格化研究区植被生长季期间的数据，确定植被生长季期间逐月标准化降水指数、标准化温度指数和植被生长速度的边缘分布函数；构建藤Copula函数模型，推求复合干热事件作用下植被生长速度的条件概率分布；计算植被即时和滞时生长速度损失率，确定植被对复合干热事件响应的敏感期和响应滞后时间。本发明的有益效果：从植被响应复合干热事件的灾害结果出发，构建藤Copula函数模型得到植被生长速度损失率，确定植被对复合干热事件的响应敏感性和滞后效应，为复合干热事件的防灾减灾工作提供科学依据。

主权项：1.基于Copula函数计算植被生长对复合干热事件响应的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1，网格化研究区植被生长季期间的月尺度降水量、气温和归一化植被指数NDVI数据，形成空间关联数据，提取栅格数据，得到相同栅格位置和月份的数据序列，逐月计算标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长变化速度；步骤S2，确定植被生长季期间逐月标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长速度的边缘分布函数；步骤S3，构建生长季期间逐月标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI与植被生长速度的三维Copula函数模型，推求复合干热事件作用下植被生长速度的条件概率分布；步骤S4，计算植被即时生长速度损失率，确定植被对复合干热事件响应的敏感期；步骤S5，计算植被滞时生长速度损失率，确定植被对复合干热事件的响应滞后时间；步骤S1中网格化研究区植被生长季期间的月尺度降水量、气温和归一化植被指数NDVI数据，形成空间关联数据，提取栅格数据，得到相同栅格位置和月份的数据序列，逐月计算标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长变化速度；具体为：将研究区植被生长季节期间的月尺度降水量、气温和归一化植被指数NDVI空间叠置，得到空间关联数据，利用ARCGIS平台提取空间相同栅格位置的关联数据，得到相同栅格位置和月份的数据序列；逐月计算标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长速度；植被生长速度分为即时生长速度和滞时生长速度，其中即时生长速度为： （1）；式中，VNDVI表述为即时生长速度，j指植被生长季内的月份，NDVIj表示第j个月时的归一化植被指数NDVI，NDVIj-1表示第j-1个月时的归一化植被指数NDVI；滞时生长速度为： （2）；式中，VNDVIn为滞后n个月的滞时生长速度，NDVIj+n为第j+n个月时的归一化植被指数NDVI；步骤S2中确定植被生长季期间逐月标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长速度的边缘分布函数；具体为：将标准化正态分布、对数分布、威布尔分布、伽玛分布、广义极值分布作为备选边缘分布函数，利用备选的边缘分布函数分别拟合逐月的标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长速度序列，使用最大似然法估计函数参数，并根据柯尔莫可洛夫-斯米洛夫检验优选出最佳的边缘分布函数；步骤S3中构建生长季期间逐月标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI与植被生长速度的三维Copula函数模型；具体为：选用Frank、Gumbel、Clayton、Guassian、TCopula函数类型构建植被生长季逐月标准化降水指数SPI、标准化温度指数STI和植被生长速度的三维Copula函数模型，使用最大似然法估计Copula函数参数，采用平方欧式距离评选最优联合分布函数，确定三维Copula函数模型，推求复合干热事件作用下植被生长速度的条件概率分布；复合干热事件作用下植被生长速度的条件概率分布，算法如公式（3）所示； （3）；式中，P表示植被生长速度的条件概率分布，为某一分位数对应的即时生长速度VNDVI的数值，为干旱阈值，为高温阈值；步骤S4中计算植被即时生长速度损失率，确定植被对复合干热事件响应的敏感期；具体为：确定干旱和高温条件分位数，干旱和高温条件同时发生即为复合干热事件条件，计算植被生长季逐月时间序列复合干热事件作用下即时生长速度损失率，计算植被生长季逐年序列复合干热事件作用下即时生长速度损失率并作为阈值；通过判断逐月即时生长速度损失率与阈值之间的关系，得到植被对复合干热事件响应的敏感期，判断算法如公式（4）所示； （4）；式中，为植被生长季第m个月的植被即时生长速度损失率；为植被生长季年序列的即时生长速度损失率；步骤S4中计算植被滞时生长速度损失率，确定植被对复合干热事件的响应滞后时间；具体为：计算植被生长季逐月复合干热事件作用下滞时生长速度损失率，当滞时生长速度损失率最大时对应的滞时尺度即为植被生长对复合干热事件响应的滞后时间，算法如公式（5）所示； （5）； （6）； =i（7）；式中，为植被生长季第m个月复合干热事件对植被滞后n个月的生长速度损失率；为植被生长季第m个月复合干热事件对植被滞后i个月的生长速度损失率，Tm为第m个月植被生长对复合干热事件响应的滞后时间。

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