【科研应用】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

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

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

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

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

7)AI工具辅助结果解读