Python-ArcGIS蒸散发组分解析与GPP估算技术
随着AI技术的发展，大语言模型如ChatGPT、DeepSeek、豆包等在数据分析、代码生成和复杂问题求解领域展现出强大的辅助能力，正深刻重塑生态水文与双碳研究的技术范式。传统蒸散发（ET）与植被总初级生产力（GPP）估算依赖 Penman-Monteith 等经典模型，但在多源异构数据整合（如 FLUXNET站点观测、GLASS 遥感数据）、区域尺度空间分析及高频数据处理中，面临人工编码效率低、模型参数调试复杂等挑战。AI 技术的介入，为破解数据清洗、代码自动化及模型优化等痛点提供了新路径，推动生态模型从“人工驱动”向“智能辅助”转型，成为衔接理论模型与工程化应用的关键桥梁。
结合Python编程与ArcGIS工具，通过AI辅助方法实现蒸散发与植被总初级生产力估算。学习国际流行的Penman-Monteith模型，掌握数据获取、处理、分析和可视化全流程，培养生态水文与双碳领域的实践应用能力。通过DeepSeek、豆包等AI工具辅助代码编写和数据处理，大幅提高科研和分析效率。
【亮点】：
1、理论与实践紧密结合，掌握国际前沿模型
2、AI辅助编程提升科研与分析效率
3、Python与ArcGIS深度融合的空间分析技术
4、从站点到区域尺度的全流程技术培训
5、双碳背景下的生态水文应用实例
专题一 概述与理论基础
1、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
