AI+Penman-Monteith 模型实战:Python 解析站点蒸散发拆分(Ec/Es/Ei)全流程

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作者：微信文章
前言综述

课程核心技术围绕蒸散发（ET）与植被总初级生产力（GPP）估算，构建了 “AI 辅助 + Python-ArcGIS 融合” 的全流程技术体系，核心模型与方法包括：

核心模型：以 Penman-Monteith 模型为基础，解析植被蒸腾（Ec）、土壤蒸发（Es）、冠层截留（Ei）的组分拆分，结合植物水分平衡与光合作用阻抗理论，量化碳水耦合关系。该模型通过气孔导度、空气动力学导度等参数，实现从站点到区域的 ET 精准估算，是生态水文领域的经典工具。

最新技术应用：

AI 深度赋能：ChatGPT、DeepSeek 等大模型辅助数据预处理（异常值剔除、缺失值填补）、代码生成（Python 自动化脚本、ArcPy 批量处理流程）及结果解读，将数据处理效率提升 40% 以上；通过提示词优化实现模型参数调试的智能化，降低 Penman-Monteith 模型的使用门槛。多源数据融合：整合 FLUXNET 站点观测、GLASS 遥感产品、MODIS/GLEAM 等区域 ET/GPP 数据，通过 Python 的 Numpy、Pandas 库实现格式标准化，结合 ArcGIS 的栅格处理功能完成空间匹配；采用 Bayesian 原理融合多产品数据，提升区域估算精度（验证误差降低 15%-20%）。自动化与尺度扩展：ArcPy 编程实现从站点数据（如 FLUXNET）到区域尺度的批量分析，包括 M-K 趋势检验、显著性分析，支撑 ET/GPP 时空动态的宏观评估。


交叉行业应用：

生态水文领域：为流域水资源管理提供 ET 组分解析，支撑干旱预警与生态需水计算；双碳领域：通过 GPP 估算量化植被固碳能力，服务碳汇评估与碳中和规划；农业领域：基于 ET 拆分优化灌溉策略，结合 GPP 监测作物生长状态，提升水肥利用效率。

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AI辅助Python-ArcGIS分析核心技术：从站点到区域的蒸散发与植被生产力估算实践应用已录制视频，购买后即可观看
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课程大纲

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专题一、课程概述与理论基础
1.1蒸散发与光合作用阻抗
1、课程目标与框架介绍1)蒸散发及其组成(植被蒸腾Ec、土壤蒸发Es、冠层截留Ei)2)植被总初级生产力与碳水耦合基本原理3)适用范围：生态水文相关行业、双碳相关行业4)AI应用: 利用AI工具快速检索和总结最新研究进展与应用案例2、蒸散发与光合作用阻抗原理1)植物水分平衡、生长和代谢关系2)光合作用效率与生态适应性理论3)Penman-Monteith模型介绍与应用4)AI应用: 使用AI工具可视化模型内部关系，提升学习效率


专题二、Python工具与AI辅助1、Python环境配置与基础应用1)Jupyter Notebook与Anaconda安装与管理2)虚拟环境配置与依赖库管理3)科学计算库使用(Numpy, Pandas, Matplotlib)4)AI应用: 利用AI工具辅助环境配置与故障排除2、数据处理与AI辅助编程1)异常值处理、文本转换和空缺值填补2)自动化数据处理流程构建3)AI应用: AI辅助处理异常值与缺失值




专题三、ArcGIS操作与数据自动化1、ArcGIS基础操作1)创建与打开地图文档、加载数据、保存文档2)图层操作、坐标系统定义、要素属性查询3)数据格式转换(EXCEL/TXT与Shapefile互转)4)AI工具快速查询ArcGIS功能与参数说明2、栅格数据处理与地图制图1)栅格值提取与批量处理2)数据裁剪与区域分析3)地图版面设计与专业制图3、ArcPy编程与AI自动化1)ArcPy基础编程技巧2)AI辅助自动化工作流构建3)批量数据处理与分析4)AI工具生成ArcPy脚本框架与代码






专题四、数据获取与预处理1、站点数据获取与基本处理1)FLUXNET2015数据集获取2)AI辅助观测数据的空缺值填补3)AI辅助数据的标准化处理4)AI辅助观测数据的异常值剔除2、蒸散发观测数据的高阶处理1)能量、通量与蒸散发之间的转换2)能量闭合率评价3)余项法能量闭合订正4)波文比能量闭合订正3、NEE观测数据的高阶处理1)净生态系统生产力计算2)白天与夜间土壤呼吸计算3)植被总初级生产力计算4、区域数据获取与处理1)GLASS全球陆地表面遥感数据集下载2)AI辅助LAI数据格式转换与投影定义3)AI辅助站点值提取与数据插补4)DownThemAll!批量下载与数据汇总


专题五、站点蒸散发拆分及气孔导度计算1、土壤蒸发计算1)土壤可利用能量计算2)土壤蒸发分数计算3)土壤平衡蒸发计算2、植被蒸腾与冠层导度计算1)冠层可利用能量计算2)干湿表常数计算3)饱和水汽压和温度关系曲线斜率计算4)空气动力学导度与冠层导度数值计算3、结果可视化与AI辅助分析1)时间序列数据可视化2)AI辅助多变量关系分析3)AI工具辅助结果解读


专题六、区域尺度GPP模拟与评估1、数据处理与模型构建1)SIF数据下载与预处理2)基于python的批量栅格处理2、植被总初级生产力估算1)区域GPP计算2)时空分布特征分析3)估算结果评估与验证3、估算结果可视化与成果展示1)专业地图制作与空间分析2)AI辅助多维数据可视化3)AI辅助结果解读


专题七、区域ET产品获取与融合1、区域ET产品概述与特点1)区域ET产品介绍(MODIS ET、GLEAM、PML等)2)不同产品的分辨率与适用范围3)产品获取渠道2、区域ET产品下载与处理1)产品下载与数据提取2)AI辅助格式转换、重投影与裁剪3)AI辅助ET产品可视化3、区域ET产品的验证与多产品融合1)基于站点数据验证2)基于水量平衡法的验证3)基于TCH方法的多产品不确定性评估4)基于Bayesian原理的多产品融合5)AI辅助区域蒸散发M-K趋势分析6)AI辅助区域ET显著性变化分析7)AI工具辅助结果解读




专题八、区域GPP产品获取与融合1、区域GPP产品概述与特点1)区域GPP产品介绍(MODIS GPP、FLUXCOM、SIF-GPP等)2)不同产品的分辨率与适用范围3)产品获取渠道2、区域GPP产品下载与处理1)产品下载与数据提取2)AI辅助格式转换、重投影与裁剪3)AI辅助GPP产品可视化3、区域GPP产品的不确定性评估与融合1)基于站点数据验证2)基于TCH方法的多产品不确定性评估3)基于Bayesian原理的多产品融合4)区域蒸散发M-K趋势分析5)AI辅助区域GPP显著性变化分析6)AI辅助结果解读



注：请自行准备学习所需环境。张蒙：159-3043-3986（微信同步 ）      QQ咨询：3566401250


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课程特色及授课方式

授课方式：

全套课件+视频教程+案例数据代码+随行导师助学群

课程特色：

1、原理深入浅出的讲解；  

2、技巧方法讲解，提供所有案例数据及代码；

3、与项目案例相结合讲解实现方法，对接实际工作应用 ；

4、跟学上机操作、独立完成案例操作练习、全程问题跟踪解析；

5、课程结束专属助学群辅助巩固学习及实际工作应用交流，不定期召开线上答疑；

证书学时及发票事宜



培训费用

课程费用：3380元Ai尚研修会员费用：会员政策参会

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