專利名稱：灌溉區(qū)域的蒸散值計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基本上涉及一種氣象特性數(shù)據(jù)之處理，特別是一種灌溉區(qū)域之蒸散值(ET 值)計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
基本上，氣象數(shù)據(jù)(例如溫度或大氣壓力)是利用特定地點(diǎn)上的實(shí)體之氣象測(cè)量 站或其它實(shí)體之氣象參數(shù)測(cè)量裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)量。以此方式取得之氣象數(shù)據(jù)通常會(huì)再經(jīng)過(guò)匯 整及儲(chǔ)存而提供給使用者。當(dāng)使用者收集到或取得氣象數(shù)據(jù)之后，可再進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行分析 或更進(jìn)一步的計(jì)算。舉例來(lái)說(shuō)，使用者可依據(jù)一或多項(xiàng)氣象參數(shù)(例如溫度)來(lái)計(jì)算蒸散 量(ev即otranspiration， ET)，或者計(jì)算植物于所測(cè)量到之氣象狀況下所需要的水量。接 著使用者即可用手動(dòng)方式輸入此些數(shù)值并將其傳送至一灌溉控制裝置，令該灌溉控制裝置 依據(jù)蒸散量ET及使用者輸入數(shù)值來(lái)計(jì)算出適當(dāng)之灌溉水量。 圖1顯示一現(xiàn)有技術(shù)的灌溉系統(tǒng)，其具有一本地端氣象站112設(shè)置于一灌溉區(qū)域 130，用以提供氣象數(shù)據(jù)來(lái)控制該灌溉區(qū)域130中的一個(gè)灌溉系統(tǒng)140。所收集之氣象數(shù)據(jù) 可儲(chǔ)存至一非本地端之儲(chǔ)存裝置114，但其仍為代表該灌溉系統(tǒng)140所在之現(xiàn)場(chǎng)的氣象狀 況。此灌溉系統(tǒng)140亦可接收來(lái)自一非本地端之?dāng)?shù)據(jù)來(lái)源裝置116(例如衛(wèi)星)的氣象參 數(shù)資料，且該非本地端之?dāng)?shù)據(jù)來(lái)源裝置116所提供之?dāng)?shù)據(jù)(即氣象資料)代表該灌溉區(qū)域 130的氣象狀況。處理器150則是用來(lái)接收灌溉區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)并控制該灌溉系統(tǒng)140的 運(yùn)作。 然而建基于上述之控制器及依據(jù)所求得之蒸散量ET來(lái)控制灌溉水量的灌溉系統(tǒng) 可能并不具有最優(yōu)化的運(yùn)作效能，其原因?yàn)槠渲兄畬?shí)體的氣象參數(shù)測(cè)量裝置設(shè)置于灌溉區(qū) 域以外的地點(diǎn)，因此蒸散量ET于計(jì)算上所依據(jù)之氣象測(cè)量數(shù)據(jù)并非精確地代表灌溉區(qū)域 的氣象狀況，因此導(dǎo)致計(jì)算所得之蒸散量ET并無(wú)法用來(lái)?yè)?jù)以精確地估算出所需之灌溉水 此外，蒸散量ET的計(jì)算通常是使用網(wǎng)格式處理方法(grid basedprocessing)，其 中將蒸散量ET于計(jì)算上所用到的各項(xiàng)氣象參數(shù)均利用該各項(xiàng)氣象參數(shù)儲(chǔ)放于一網(wǎng)格中之 特定單元格中的平均值來(lái)進(jìn)行估算。然而此網(wǎng)格式處理方法的一項(xiàng)缺點(diǎn)在于網(wǎng)格之單元格 中的氣象參數(shù)可能具有很大的變異。傳統(tǒng)上，氣象參數(shù)的平均值通常將網(wǎng)格中的單元格作 平均。然而此作法可能會(huì)因?yàn)椴煌臍庀髤?shù)、其鄰接或相關(guān)的氣象參數(shù)、以及網(wǎng)格之單元 格尺寸的不同而導(dǎo)致不精確的計(jì)算結(jié)果。 因此我們需求一種灌溉區(qū)域蒸散量ET于計(jì)算上所需之?dāng)?shù)據(jù)無(wú)法取得的情況下， 仍可精確地計(jì)算出灌溉區(qū)域的蒸散量ET值的計(jì)算方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種用來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域之蒸散值的方法。此方法包括令 一氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)從一個(gè)氣象參數(shù)區(qū)域中收集至少一項(xiàng)氣象參數(shù)，其中該至少之氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況。接著依據(jù)從該氣象參數(shù)區(qū)域所得之該至少之氣 象參數(shù)來(lái)計(jì)算出一灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域之范圍以 內(nèi)的氣象狀況。蒸散量之值的計(jì)算利用該至少之灌溉區(qū)域氣象參數(shù)及依據(jù)一N維連續(xù)函數(shù) 來(lái)計(jì)算出該灌溉區(qū)域的蒸散量ET值，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一個(gè)三維空間立方體。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種用來(lái)對(duì)灌溉系統(tǒng)提供一非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù) 的方法。此方法包括令一氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)從一個(gè)氣象參數(shù)區(qū)域中收集至少一項(xiàng)氣象參 數(shù)，其中該項(xiàng)氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況。接著依據(jù)從該氣象參數(shù)區(qū) 域所得之至少一項(xiàng)氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算出一灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表 該灌溉區(qū)域之范圍以內(nèi)的氣象狀況。非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)的計(jì)算利用該至少之灌溉區(qū)域 氣象參數(shù)依據(jù)一 N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算出其值，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一個(gè)三維空間 立方體。最后將該非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)提供給該灌溉系統(tǒng)，令該灌溉系統(tǒng)依據(jù)該非測(cè)量 的氣象相關(guān)參數(shù)來(lái)控制一灌溉區(qū)域的灌溉水量。 本說(shuō)明書(shū)之其余部分的參考數(shù)據(jù)，包括圖式和權(quán)利要求，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之其 它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明之其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，連同本發(fā)明之各種不同之實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)及 運(yùn)作方式，均配合圖式于以下作詳細(xì)之描述。于圖式中，相同的標(biāo)號(hào)代表構(gòu)造相同或功能等 效之構(gòu)件。


本發(fā)明的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)、及創(chuàng)新之特點(diǎn)可于以下配合附圖來(lái)研讀本發(fā)明的詳細(xì)
說(shuō)明而得到充分之認(rèn)識(shí)，其中所附之圖式的說(shuō)明如下 圖1顯示一習(xí)知技術(shù)之用以控制灌溉區(qū)域之灌溉水量的系統(tǒng)； 圖2顯示一用以收集灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象參數(shù)的系統(tǒng)，其中所收集之氣象 參數(shù)即用來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域的蒸散量ET值； 圖3為一流程圖，用以顯示灌溉區(qū)域蒸散值計(jì)算方法之一個(gè)實(shí)施例所涉及的流程 步驟； 圖4A與4B顯示一網(wǎng)格函數(shù)和一連續(xù)函數(shù)二者之間的比較； 圖5為一方塊圖，用以顯示具體實(shí)現(xiàn)第3圖所示之方法的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；以及
圖6為一流程圖，用以顯示一種可用來(lái)對(duì)灌溉區(qū)域提供一非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù) 的方法所涉及的程序步驟。
具體實(shí)施例方式
蒸散量ET可用來(lái)決定維持植物正常生長(zhǎng)所需的水量及保存灌溉區(qū)域的儲(chǔ)水量。 假若用來(lái)計(jì)算蒸散量ET的氣象參數(shù)并非于本地(亦即灌溉區(qū)域)測(cè)量，則會(huì)導(dǎo)致非最佳 化或不適當(dāng)?shù)墓喔冉Y(jié)果。蒸散量ET的計(jì)算可使用多種不同的公式，例如彭曼-莫提斯 (Penman-Monteith)公式或彭曼_莫提斯衍生公式。然而此些公式于計(jì)算上需要許多項(xiàng)的 氣象參數(shù)，且此些氣象參數(shù)傳統(tǒng)上并非于有必要作蒸散量ET之計(jì)算工作的場(chǎng)所來(lái)作測(cè)量。 換言之，于有必要作蒸散量ET值之計(jì)算以決定灌溉需求的灌溉區(qū)域之中，其計(jì)算所需之氣 象參數(shù)并非可方便取得。 蒸散量ET計(jì)算方法的一種具體實(shí)施方式
為使用彭曼_莫提斯公式或彭曼_莫提
5斯衍生公式。此公式通常使用于每日測(cè)量數(shù)值之計(jì)算，如下所示
<formula>formula see original document page 6</formula> 其中 ET。為蒸散量參考值，單位為[mm day—1]; Rn為作物表面的凈輻射量，單位為[MJ m—2day—^ ; G為土壤熱流密度，單位為[MJ m—2day—^ ; T為2公尺高度的平均每日空氣溫度，單位為[°C ]; u2為2公尺高度的風(fēng)速，單位為[ms—"; es為飽和蒸氣壓力，單位為[kPa]; ea為實(shí)際蒸氣壓力，單位為[kPa]; es-ea代表飽和蒸氣壓力差，單位為[kPa]; A代表斜坡蒸氣壓力曲線，單位為[kPa°C —"; y代表溫濕常數(shù)(psychrometric constant)，單位為[kPa。C —"。 蒸散量(evapotranspiration， ET)定義為農(nóng)作物及其下方之土壤所蒸散之水量。
農(nóng)作物上的蒸散又稱為蒸騰作用(transpiration)，而其下方土壤的蒸散又稱為蒸發(fā)作用
(ev即oration)。蒸發(fā)作用和蒸騰作用同時(shí)進(jìn)行，且目前并無(wú)簡(jiǎn)易的方法來(lái)區(qū)分此二種作
用。此二種作用的總合即稱為蒸散作用(ev即otranspiration， ET)，其值可用來(lái)控制一地
理區(qū)域的灌溉水量。蒸散量參考值定義為一標(biāo)準(zhǔn)化之參考作物(例如修剪過(guò)之草坪地或紫
花苜蓿)所在區(qū)域上的蒸散量ET。于計(jì)算此蒸散量參考值時(shí)所采用之作物表面，為了標(biāo)準(zhǔn)
化之目的，采用一種矮且灌溉良好之草坪地或一種較高且灌溉良好之紫花苜蓿作物來(lái)作為
基準(zhǔn)。ASCE對(duì)于矮型作物之蒸散量參考值所建議之標(biāo)準(zhǔn)化名稱為ETos，而對(duì)于高型作物之
蒸散量參考值所建議之標(biāo)準(zhǔn)化名稱則為ETrs 。于此說(shuō)明書(shū)中，ET指經(jīng)由計(jì)算所求得之蒸散
量參考值ETos。 上述之ET計(jì)算公式以及其它各種計(jì)算公式均需要許多項(xiàng)的氣象參數(shù)，而此些氣 象參數(shù)目前于有必要作蒸散量ET計(jì)算工作的場(chǎng)所中通常并無(wú)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。假若蒸散量 ET值于計(jì)算上所需之氣象參數(shù)未于現(xiàn)場(chǎng)地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，則會(huì)導(dǎo)致非最佳化或不適當(dāng)?shù)墓喔?結(jié)果。傳統(tǒng)上，此些計(jì)算上所需之氣象參數(shù)通常是來(lái)自氣象站。然而目前氣象站通常是極 為稀少，且通常是位于遙遠(yuǎn)之處或其所在地點(diǎn)并無(wú)法對(duì)本地(即灌溉區(qū)域所在之現(xiàn)場(chǎng))提 供最佳化之用途。由于此緣故，針對(duì)特定之區(qū)域精確地求得之氣象參數(shù)數(shù)據(jù)是非常有價(jià)值 的。 此外，灌溉系統(tǒng)利用灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)所測(cè)量到的氣象參數(shù)尚有其它之缺點(diǎn)。 舉例來(lái)說(shuō)，其所收集或接收到的數(shù)據(jù)并不一定能精確地反應(yīng)灌溉系統(tǒng)所負(fù)責(zé)控管之本地區(qū) 域的氣象狀況。氣象站所在之位置的氣象狀況通常可能大為相異于灌溉系統(tǒng)所負(fù)責(zé)控管之 區(qū)域的氣象狀況。此情況所造成的結(jié)果為依據(jù)氣象站所收集到的數(shù)據(jù)所求得之氣象參數(shù)可 能會(huì)導(dǎo)致灌溉系統(tǒng)無(wú)法針對(duì)本地之氣象狀況來(lái)提供適當(dāng)之灌溉水量。此種依據(jù)氣象數(shù)據(jù)來(lái) 運(yùn)作的系統(tǒng)必須針對(duì)特定之目標(biāo)區(qū)域來(lái)測(cè)量所有所需之氣象參數(shù)，或僅使用一組有限數(shù)量 的氣象參數(shù)。然而將此有限數(shù)量之氣象參數(shù)與灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)所測(cè)量到的氣象參數(shù)二者結(jié)合使用的結(jié)果，可能會(huì)造成非最佳化的灌溉結(jié)果。 圖2顯示一可用來(lái)測(cè)量氣象參數(shù)的系統(tǒng)，其所測(cè)量到的氣象參數(shù)可用來(lái)計(jì)算一灌 溉區(qū)域的蒸散量ET值。此系統(tǒng)包括氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、216，用以收集及/或 提供氣象參數(shù)。圖2所示之實(shí)施例具有一第一氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210設(shè)置于一第一區(qū)域 220、一第二氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)212設(shè)置于一第二區(qū)域222、一第三氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)214設(shè) 置于一第三區(qū)域224、以及一第四氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)216設(shè)置于一第四區(qū)域226。如圖2所 示，此些氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、216的設(shè)置地點(diǎn)可為不是位于灌溉區(qū)域230。圖2 所示之4個(gè)氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、216僅為一種實(shí)施范例，其總共之氣象參數(shù)測(cè) 量系統(tǒng)的數(shù)量可為更多或更少。然而此些氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)中的任何一個(gè)均可無(wú)必要配置 于灌溉區(qū)域230所在之處，且其亦無(wú)必要用來(lái)提供用來(lái)反應(yīng)該灌溉區(qū)域230所在之處之氣 象狀況的測(cè)量資料。此作法具有高度的需求性，因?yàn)楣喔葏^(qū)域之中通常并不設(shè)置有氣象參 數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，此些氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、216設(shè)置于 灌溉區(qū)域230以外的陸地區(qū)域之中。 此處須注意的一點(diǎn)是，氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、216所收集之氣象參數(shù)可 用以代表灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況。此些代表灌溉區(qū)域以外的一或多個(gè)地點(diǎn)之氣 象狀況的氣象參數(shù)可用來(lái)計(jì)算求得一灌溉區(qū)域氣象參數(shù)。于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其計(jì) 算過(guò)程可例如包括利用一數(shù)值化之氣象模型，其中將灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)所獲得之一或多 項(xiàng)氣象參數(shù)作為該數(shù)值化氣象模型的輸入數(shù)值。此數(shù)值化氣象模型(numerical weather model, NWM)的實(shí)例例如包括(但不限于)NCAR/Pen State匪5或NOAA/麗S WRF，其均為 現(xiàn)有習(xí)知之氣象模型。于本發(fā)明的另一實(shí)施例中，灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的計(jì)算可使用內(nèi)插方 法(interpolation)，即對(duì)灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)所得之氣象參數(shù)進(jìn)行內(nèi)插來(lái)求得。
氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)例包括氣象站?；旧希瑲庀笳緸橐辉O(shè)置有各種儀器及設(shè) 備的設(shè)施，可透過(guò)監(jiān)視及測(cè)量大氣狀況而測(cè)量、記錄、以及傳送氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。 一般之氣象 站可用來(lái)測(cè)量溫度、大氣壓力、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、以及降水量。高階之氣象站可進(jìn)而用來(lái)測(cè) 量長(zhǎng)波和短波之太陽(yáng)輻射，以及土壤濕度和土壤溫度。氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的其它可用之類 型包括衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)、飛行器、船艦、浮筒、以及汽球載運(yùn)之無(wú)線電探空儀。
基本上，氣象參數(shù)定義為某一特定之地點(diǎn)和時(shí)間點(diǎn)的大氣狀態(tài)。氣象參數(shù)的種類 例如包括溫度、大氣壓力、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降水量、太陽(yáng)輻射、土壤溫度、等等(尚有其它 多項(xiàng)未于此處列舉之種類)，且其測(cè)量數(shù)據(jù)通常進(jìn)而包括實(shí)際進(jìn)行測(cè)量的日期時(shí)間和地點(diǎn)。
處理器250可配置于任何地點(diǎn)，用以接收來(lái)自氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、 216的氣象參數(shù)，并據(jù)此氣象參數(shù)來(lái)例如計(jì)算出某一地點(diǎn)或區(qū)域的蒸散量ET值；其中該地 點(diǎn)或區(qū)域可定義為其緯度、經(jīng)度、以及海拔高度來(lái)，或定義為一立方體坐標(biāo)系統(tǒng)中的(x， y， z)坐標(biāo)；而其蒸散量ET值則可用一連續(xù)性之N維連續(xù)函數(shù)來(lái)作計(jì)算。此外，額外之其它氣 象因子亦可同時(shí)應(yīng)用于氣象參數(shù)和蒸散量ET值的計(jì)算。 蒸散量ET值可用來(lái)例如控制一灌溉系統(tǒng)240的運(yùn)作，令該灌溉系統(tǒng)240據(jù)以控制 一灌溉區(qū)域230所需的灌溉水量。此蒸散量ET值可對(duì)一本地之現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域(例如灌溉區(qū)域 230)的氣象狀況提供精確的描述。 蒸散量ET值的計(jì)算依據(jù)一組特定之參數(shù)，例如包括溫度、風(fēng)速、和太陽(yáng)輻射量。然 而不同之蒸散量ET值計(jì)算方法可能會(huì)使用到不同數(shù)量的參數(shù)。氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、
7212、214、216于其總體上的運(yùn)作即用以提供所需之參數(shù)；但就其個(gè)別而言，則可能僅用來(lái) 提供一或多項(xiàng)特別的參數(shù)；而其所提供之?dāng)?shù)據(jù)即被用來(lái)?yè)?jù)以計(jì)算出所需之蒸散量ET值。氣 象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)210、212、214、216所提供之?dāng)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)具有高度之利用價(jià)值，因?yàn)楣喔认到y(tǒng) 240所在之灌溉區(qū)域230可能并不一定配備有足夠之測(cè)量?jī)x器來(lái)取得計(jì)算灌溉區(qū)域230之 蒸散量ET值所需之資料數(shù)據(jù)。 圖3為一流程圖，用以顯示灌溉區(qū)域蒸散值計(jì)算方法之一個(gè)實(shí)施例的流程步驟。 如上所述，蒸散量ET值可用來(lái)輔助灌溉系統(tǒng)的控制功能。此方法中的第1個(gè)步驟310為令 一氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)從一個(gè)氣象參數(shù)區(qū)域中收集至少一項(xiàng)氣象參數(shù)，其中該至少之氣象參 數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況。此方法的第2個(gè)步驟320為依據(jù)從該氣象參數(shù) 區(qū)域所得之該至少之氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算出一灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代 表該灌溉區(qū)域之范圍以內(nèi)的氣象狀況。第3個(gè)步驟330為利用該至少之灌溉區(qū)域氣象參數(shù) 依據(jù)一 N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算出該灌溉區(qū)域的蒸散量ET值，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一 個(gè)三維空間立方體。 我們可使用多種不同的方法來(lái)依據(jù)灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象狀況所相應(yīng)的氣 象參數(shù)估算出灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的數(shù)值。舉例來(lái)說(shuō)，前面所提到之?dāng)?shù)值化之氣象模型即可 用來(lái)配合該氣象參數(shù)區(qū)域所屬之至少之氣象參數(shù)。 除了上述之氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)以外，本發(fā)明之另一實(shí)施例進(jìn)而包括一第二氣象參
數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其可從一第二氣象參數(shù)區(qū)域中收集至少一第二氣象參數(shù)，其中該至少之第二
氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況。灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的計(jì)算首先使用初始
之氣象參數(shù)及該氣象參數(shù)區(qū)域以外的區(qū)域所收集到之該至少之第二氣象參數(shù)。 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括利用一內(nèi)插方法(interpolation)來(lái)計(jì)算出該灌溉區(qū)
域氣象參數(shù)的數(shù)值，亦即對(duì)該至少之氣象參數(shù)與該至少之第二氣象參數(shù)進(jìn)行內(nèi)插方法而求
得其值。此作法可例如于無(wú)法取得灌溉區(qū)域之測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下，用來(lái)計(jì)算出所需之灌溉
區(qū)域氣象參數(shù)。 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括利用一數(shù)值化之氣象模型來(lái)計(jì)算出灌溉區(qū)域氣象參 數(shù)的數(shù)值。此作法將代表灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)之氣象狀況的該至少之氣象參數(shù)與該至少之 第二氣象參數(shù)作為該數(shù)值化氣象模型的輸入數(shù)值，亦即提供作為一組灌溉區(qū)域氣象參數(shù)。 如前所述，此數(shù)值化氣象模型(numerical weather model, NWM)的實(shí)例例如包括(但不限 于)NCAR/Pen State匪5或N0AA/麗S WRF。所用之模型的種類可視特別之灌溉區(qū)域及狀 況而有所變更。 如前配合圖3所述，蒸散量ET值將該至少之灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代入至N維連續(xù)函 數(shù)而計(jì)算出來(lái)。所謂N維連續(xù)函數(shù)指任一具有N個(gè)變量的連續(xù)函數(shù)，其名稱中之〃 連續(xù)" 意指輸入變量若有一小變動(dòng)，則其運(yùn)算結(jié)果亦相對(duì)顯現(xiàn)出一小變動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，風(fēng)速的計(jì)算 可于一非本地之地點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，其計(jì)算過(guò)程將風(fēng)速分解為3個(gè)分量U、 V、和W，即緯向、經(jīng)向、 和垂直分量；其中緯向分量為東西方向之分量，經(jīng)向分量為南北方向之分量，而垂直分量則
為上下方向之分量。假若有2個(gè)以上之已知測(cè)量點(diǎn)或模型點(diǎn)，則我們可使用一薄版型樣條 (thin platespline)或一具有連續(xù)表面的改良型數(shù)值化氣象模型來(lái)針對(duì)3個(gè)分量U、 V、和 W的每一個(gè)分別建立一個(gè)連續(xù)性之表面。我們可利用下列之公式來(lái)計(jì)算出連續(xù)表面上之任 何一個(gè)點(diǎn)上的風(fēng)速
風(fēng)速=(U*U+V*V+W*W)的平方根
其中 U、 V、和W的數(shù)值透過(guò)一函數(shù)來(lái)擷取自該連續(xù)表上的某一位置(x， y， z)及時(shí)間點(diǎn)。
此方法可利用灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象狀況所對(duì)應(yīng)的氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算出所需 之氣象參數(shù)(于此范例中為風(fēng)速)。其它類似之方程式或函數(shù)亦可用來(lái)決定蒸散量ET于計(jì) 算上所需之所有的氣象參數(shù)。 計(jì)算氣象參數(shù)值(例如溫度)的方法的一種實(shí)施方式例如包括區(qū)域范圍邊界 的訂定(此區(qū)域范圍例如為美國(guó)本土)。第l個(gè)步驟為從遍布于該區(qū)域范圍中的氣象站 取得一組測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)。第2個(gè)步驟為將此組溫度數(shù)據(jù)針對(duì)每一個(gè)地點(diǎn)來(lái)轉(zhuǎn)換成海 平面溫度值，其轉(zhuǎn)換方式依據(jù)一簡(jiǎn)單之遞減率公式，例如海平面溫度二高度Z之處的溫 度-(Z^6. 5/1000. O))，其中溫度的單位為攝氏C，而高度的單位為公尺。于此公式中，遞減 率假設(shè)為每1000公尺攝氏6. 5度。遞減率計(jì)算方法的另一種實(shí)施方式為利用N維函數(shù)，并 令遞減率可隨時(shí)間及空間位置而變化，而非前面所用之固定的遞減率。此作法可對(duì)一廣大 之地理區(qū)域提供一更為精確的溫度遞減率氣象狀況。 當(dāng)所有個(gè)別之地點(diǎn)的溫度值均位于同一高度平面時(shí)(于此范例中為海平面)，我 們即可利用一應(yīng)用程序，例如薄版型樣條(thin platespline)，來(lái)決定出區(qū)域范圍內(nèi)的溫 度分布網(wǎng)格。此作法即可將非測(cè)量的海平面溫度的數(shù)值于一平面上建立連續(xù)性之多個(gè)點(diǎn)； 且其形式完全不同于數(shù)值化氣象模型(麗M)中所使用之網(wǎng)格的類型。NWM網(wǎng)格中的每一個(gè) 單元格代表該單元格所涵蓋之范圍內(nèi)的所有數(shù)值的平均值。反之，薄版型樣條則是建立一 個(gè)表面來(lái)通過(guò)所有之(x， y)坐標(biāo)點(diǎn)的每一個(gè)z值點(diǎn)。于此范例中，z值點(diǎn)即代表海平面溫 度。我們可使用此表面的三次方巻積(cubic convolution)及x-y平面上最接近之16個(gè) 控制點(diǎn)來(lái)求得該平面中任何一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(x， y)上的海平面溫度。為了于此范例中將該函 數(shù)擴(kuò)充成包括時(shí)間維度，則時(shí)間點(diǎn)Tl和T2至少需要2個(gè)海平面表面的溫度。此即可將該 函數(shù)擴(kuò)充成可使用新加的時(shí)間維度。為了取得陸地表面之溫度，我們可使用初始之遞減率 公式來(lái)為時(shí)間點(diǎn)Tl和T2分別建立一個(gè)類似之溫度表面。此種利用氣象因子以及一或多項(xiàng) N維函數(shù)來(lái)例如計(jì)算溫度值的計(jì)算方法亦可應(yīng)用于計(jì)算其它種類的氣象參數(shù)，例如風(fēng)速、濕 度、和太陽(yáng)輻射。 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種利用N維函數(shù)及至少一項(xiàng)收集而來(lái)之代表灌溉區(qū) 域以外的氣象狀況的氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算蒸散值的方法。此方法具有重要性及非顯而易見(jiàn)之創(chuàng) 新性，因?yàn)槠淇蓪?duì)灌溉區(qū)域不具有測(cè)量的氣象參數(shù)的區(qū)域提供一或多項(xiàng)所需之氣象參數(shù)。 計(jì)算蒸散量ET值的重要性在于例如可求得農(nóng)作物于特定之氣象狀況下所需之水量。另一 項(xiàng)重要性在于其可用來(lái)令灌溉控制系統(tǒng)適當(dāng)?shù)靥峁┧柚喔人?，使得?chǔ)水量得到最佳 化而不浪費(fèi)的利用。然而由于大部分之灌溉控制系統(tǒng)并無(wú)本地端之氣象站來(lái)提供本地現(xiàn)場(chǎng) 所需之氣象參數(shù)作為計(jì)算蒸散量ET之用，因此我們亦有需要提供本地端之灌溉控制系統(tǒng) 所需之非測(cè)量的氣象參數(shù)。 本地端之非測(cè)量的氣象參數(shù)的利用價(jià)值在于其可延用至其它之領(lǐng)域及應(yīng)用，例如 包括(但不限于)保險(xiǎn)賠償用之氣候?yàn)?zāi)害評(píng)估、能源管理及預(yù)算、公路及鐵路相關(guān)之氣候 問(wèn)題、農(nóng)作物栽培上的應(yīng)用。 傳統(tǒng)上，業(yè)界通常利用網(wǎng)格式處理方法(grid based processing)來(lái)計(jì)算蒸散量ET值和非測(cè)量的氣象參數(shù)。此種處理方法將非測(cè)量的氣象參數(shù)填入至一矩陣型式的網(wǎng)格， 其中每一個(gè)單元格用以容納一離算值。但此作法無(wú)法提供一連續(xù)函數(shù)之氣象參數(shù)。每一 個(gè)單元格中的數(shù)值的品質(zhì)依賴于非測(cè)量的氣象參數(shù)計(jì)算方法的精確性以及網(wǎng)格之單元格 大小(即分辨率)。前面所述之氣象參數(shù)計(jì)算方法不同于網(wǎng)格式處理方法之處在于利用一 N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算氣象參數(shù)。此作法可提供一種與分辨率無(wú)關(guān)之計(jì)算方法來(lái)求得氣象參 數(shù)和蒸散量ET之值，其優(yōu)點(diǎn)在于具有更高之計(jì)算效能及精確性。網(wǎng)格式處理方法的另一項(xiàng) 缺點(diǎn)在于網(wǎng)格之各個(gè)單元格中的氣象參數(shù)值代表一相當(dāng)廣大之地理區(qū)域上之氣象狀況的 平均值，因此某些點(diǎn)上的氣象參數(shù)的實(shí)際值與此平均值之間可能有很大的差距。此問(wèn)題較 為特別嚴(yán)重的情況在于相關(guān)之地理區(qū)域包括高山或山谷、或是鄰近較大之水域或河流的區(qū) 域。 依據(jù)N維函數(shù)來(lái)求得蒸散量ET值和非測(cè)量的氣象參數(shù)的計(jì)算方法可用來(lái)決定任 一時(shí)空坐標(biāo)點(diǎn)上的氣象參數(shù)值。于求出所需之氣象參數(shù)值之后，即可定出此函數(shù)；而特定之 物理性的公式即可用來(lái)求得所需之氣象參數(shù)及氣象因子，令該函數(shù)可據(jù)以求得所需之氣象 參數(shù)。 圖4A與4B分別顯示一網(wǎng)格函數(shù)410和一連續(xù)函數(shù)420的范例。此網(wǎng)格函數(shù)410 包括非連續(xù)性之點(diǎn)。反之，連續(xù)函數(shù)420則無(wú)此種非連續(xù)性。圖4B所示之連續(xù)函數(shù)420僅 為一個(gè)維度的空間，而非蒸散量ET值之計(jì)算上所用之N維連續(xù)函數(shù)中大于3個(gè)維度的空 間。連續(xù)函數(shù)可針對(duì)一組特定之輸入?yún)?shù)提供一輸出值。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于每一個(gè)輸入時(shí)間 值，連續(xù)函數(shù)可提供各個(gè)坐標(biāo)位置(x，y，z)上的溫度值T，而此溫度值T于連續(xù)不斷進(jìn)行測(cè) 量的情況下可能會(huì)有所變動(dòng)。然而假若坐標(biāo)位置(x，y，z)上的溫度值T僅是每一小時(shí)測(cè)量 一次，則每小時(shí)中的任一時(shí)間點(diǎn)的溫度值便均為相同，因此產(chǎn)生非連續(xù)性。
如前所述，我們可利用該至少之灌溉區(qū)域氣象參數(shù)來(lái)代入N維連續(xù)函數(shù)而計(jì)算出 蒸散量ET值，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一個(gè)三維空間立方體，且其中N的值大于3。于 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，此連續(xù)函數(shù)的N個(gè)維度至少例如包括緯度、經(jīng)度、以及高度。
于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，灌溉區(qū)域之蒸散量ET值的計(jì)算方法包括利用該N維連 續(xù)函數(shù)所包括之至少一項(xiàng)經(jīng)收集或計(jì)算所得之該灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算 出該灌溉區(qū)域于一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的氣象參數(shù)。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)而包括利用至少一項(xiàng) 氣象因子。此氣象因子例如可為地理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(topology)、坡度、坡向、土壤狀況、植被指數(shù) (vegetation indexes)、以及土地利用類型。 N維函數(shù)的溫度參數(shù)分量可依據(jù)非測(cè)量的氣象參數(shù)與某一數(shù)據(jù)來(lái)源(例如氣象 站)所測(cè)量而得之氣象參數(shù)之間的差異來(lái)適應(yīng)性地進(jìn)行更新。舉例來(lái)說(shuō)，任一非測(cè)量的氣 象參數(shù)(例如溫度)可與具備有溫度測(cè)量能力之坐標(biāo)位置(x，y，z)之處所測(cè)量而得之溫度 值作比較。我們即可藉此方式來(lái)適應(yīng)性地更新遞減率，藉以對(duì)任何或所有地點(diǎn)均提供精確 之溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)溫度數(shù)據(jù)完成更新之后，接著即可更新蒸散量ET值之?dāng)?shù)據(jù)。此適應(yīng)性數(shù)據(jù) 更新程序可適用于大部分的氣象參數(shù)。 蒸散量ET的N維連續(xù)函數(shù)的更新可例如依據(jù)蒸散量ET值的作用來(lái)執(zhí)行。明確而 言，我們可利用蒸散量ET值來(lái)控制一灌溉區(qū)域的灌溉水量；且其效果的評(píng)估可通過(guò)測(cè)定蒸 散量ET值所控制之灌溉系統(tǒng)(或至少有部分受控于蒸散量ET值的灌溉系統(tǒng))的灌溉水量 的充足度而定。此充足度即代表灌溉區(qū)域所接受的灌溉水量是否充足，其測(cè)定方式可為觀
10察灌溉區(qū)域中的植物的總體生長(zhǎng)情況是否健全、或利用土壤濕度探針來(lái)監(jiān)視土壤濕度。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括選擇蒸散量ET值的計(jì)算頻率。此步驟的一種實(shí)施 方式為以一大于該蒸散量ET值的自然循環(huán)中的一項(xiàng)主諧波的奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)的變化率來(lái)計(jì)算蒸散量ET值。詳而言之，蒸散量ET值的數(shù)值基本上會(huì)于一時(shí) 間周期中顯現(xiàn)出一自然性的循環(huán)。此循環(huán)可例如以每日最小值及最大值來(lái)作界定。于定出 自然循環(huán)的頻率之后，我們即可決定出蒸散量ET值的計(jì)算頻率。其它會(huì)影響此自然循環(huán)的 因素包括靜態(tài)性質(zhì)或不斷變動(dòng)的動(dòng)態(tài)性質(zhì)。靜態(tài)性質(zhì)的因素例如高地沙漠，其每日之溫度 變化的自然循環(huán)通常為完全相異于大平原地區(qū)的自然循環(huán)。動(dòng)態(tài)性質(zhì)的因素例如一團(tuán)緩慢 移動(dòng)的暖氣流或冷氣流。此二種因素及其它因素均會(huì)影響蒸散量ET的自然循環(huán)。
我們可方便地依據(jù)蒸散量ET值的自然循環(huán)來(lái)以一適當(dāng)之對(duì)應(yīng)于該自然循環(huán)的變 化率計(jì)算出蒸散量ET的值。此變化率之值選定為大于奈奎斯特頻率，其值可視蒸散量ET 值于應(yīng)用時(shí)的實(shí)際狀況及需求而定，可為每日、每小時(shí)、或每分鐘。 圖5為一方塊圖，用以顯示具體實(shí)現(xiàn)圖3所示之方法的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，其包括 一或多個(gè)氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量或收集灌溉區(qū)域之內(nèi)部或外部區(qū)域的氣象參數(shù)，如標(biāo)號(hào) 512、514所指之方塊所示。于此，圖3所示之第1步驟310即執(zhí)行完畢，如標(biāo)號(hào)510所指之 方塊所示。 如標(biāo)號(hào)520所指之方塊所示，灌溉區(qū)域之內(nèi)部或外部區(qū)域的氣象狀況所對(duì)應(yīng)之氣 象參數(shù)可用來(lái)計(jì)算或估計(jì)出一或多項(xiàng)之灌溉區(qū)域氣象參數(shù)。于此，圖3所示之第2步驟320 即執(zhí)行完畢，如標(biāo)號(hào)520所指之方塊所示。此外，我們亦可進(jìn)而利用額外的氣象因子來(lái)計(jì)算 灌溉區(qū)域氣象參數(shù)。如前所述，我們可利用一數(shù)值化之氣象模型來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域氣象參數(shù)， 其中將灌溉區(qū)域以外的氣象參數(shù)作為該數(shù)值化氣象模型的輸入值。同樣如前所述，我們可 對(duì)灌溉區(qū)域以外的氣象參數(shù)作內(nèi)插處理而求得灌溉區(qū)域氣象參數(shù)。 接著圖3所示之第3步驟330如標(biāo)號(hào)530所指之方塊所示。經(jīng)由計(jì)算所得之一或 多項(xiàng)灌溉區(qū)域氣象參數(shù)即用來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域的蒸散量ET值。 如方塊532所示，灌溉區(qū)域氣象參數(shù)可定義為關(guān)聯(lián)至坐標(biāo)位置(x，y，z)，且亦可定 義為關(guān)聯(lián)至任何時(shí)間t。由于氣象狀況常隨時(shí)間而變動(dòng)，因此我們有必要隨著時(shí)間來(lái)變更氣 象參數(shù)的計(jì)算。舉例來(lái)說(shuō)，就溫度而言，其測(cè)量值晚上會(huì)較低，早晨會(huì)略高一點(diǎn)，中午會(huì)再更 高，而傍晚則會(huì)再開(kāi)始降低。此溫度變化的速率及時(shí)間會(huì)顯著影響灌溉區(qū)域之蒸散量ET之 計(jì)算的精確性。 方塊534顯示使用N維函數(shù)來(lái)計(jì)算蒸散量ET值的程序，其中將方塊532所得之空 間立方體氣象參數(shù)作用該N維函數(shù)的輸入值。 如方塊540所示，計(jì)算出來(lái)的蒸散量ET值即用來(lái)控制灌溉區(qū)域的灌溉水量。
非本地端之氣象因子的基本目的在于我們可藉其來(lái)精確地求得灌溉區(qū)域之范圍 以內(nèi)的氣象參數(shù)；而其精確的結(jié)果可進(jìn)而對(duì)灌溉區(qū)域的水量提供一最佳化的利用。非本地 端之氣象因子的一個(gè)實(shí)例為地理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(topology)。舉例來(lái)說(shuō)，假若有一灌溉區(qū)域?yàn)槲?于一寬廣之山谷中的平地部分，且該灌溉區(qū)域的西部為一高出之山嶺，則此灌溉區(qū)域之周 圍的地理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)即可用來(lái)改進(jìn)該灌溉區(qū)域之內(nèi)部的氣象參數(shù)的計(jì)算。再舉例來(lái)說(shuō)， 假若有一從西邊之山嶺吹來(lái)的落山風(fēng)，則非本地端之氣象因子可能會(huì)導(dǎo)致該灌溉區(qū)域上的 溫度大幅升高。
圖6為一流程圖，用以顯示一種可用來(lái)對(duì)灌溉區(qū)域提供一非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù) 的方法所包含的處理步驟。此方法的第1個(gè)步驟610為令一氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)從一個(gè)氣象 參數(shù)區(qū)域中收集至少一項(xiàng)氣象參數(shù)，其中該至少之氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的 氣象狀況。第2個(gè)步驟620為依據(jù)從該氣象參數(shù)區(qū)域以外的區(qū)域所得之該至少之氣象參數(shù) 來(lái)計(jì)算出一灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域之范圍以內(nèi)的氣 象狀況。第3個(gè)步驟630為利用該至少之灌溉區(qū)域氣象參數(shù)依據(jù)一 N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算出 該灌溉區(qū)域的蒸散量ET，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一個(gè)三維空間立方體。第4個(gè)步驟 640為將該非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)提供給灌溉系統(tǒng)。第5個(gè)步驟650為令該灌溉系統(tǒng)依據(jù) 該非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)來(lái)控制灌溉區(qū)域的灌溉水量。 于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，N維連續(xù)函數(shù)中的N個(gè)維度至少包含緯度、經(jīng)度、以及 高度，亦即前所提到之坐標(biāo)(x， y， z)。于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，其維度進(jìn)而包括時(shí)間， 亦即前所提到之時(shí)間維度t。 于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，灌溉區(qū)域之氣象相關(guān)參數(shù)的計(jì)算過(guò)程包括利用該N 維連續(xù)函數(shù)所包含之至少一項(xiàng)經(jīng)收集或計(jì)算所得之該灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象參數(shù)來(lái) 計(jì)算出該灌溉區(qū)域于一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的氣象參數(shù)。 于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，該N維函數(shù)依據(jù)非測(cè)量的氣象參數(shù)的品質(zhì)度來(lái)進(jìn)行 適應(yīng)性的更新。 以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明之實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容的 范圍。本發(fā)明之實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容廣義地定義于下述之申請(qǐng)專利范圍中。若任何他人所完成之 技術(shù)實(shí)體或方法與下述之申請(qǐng)專利范圍所定義者為完全相同、或是為一種等效之變更，均 將被視為涵蓋于本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍之中。于本專利申請(qǐng)中所引用之所有的公開(kāi)文件、 專利文件、及專利申請(qǐng)文件均亦隨件呈附作為審查之參考。
權(quán)利要求
一種灌溉區(qū)域的蒸散量ET值的計(jì)算方法，包括令氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)收集氣象參數(shù)區(qū)域的至少一項(xiàng)氣象參數(shù)，其中該氣象參數(shù)區(qū)域的該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況；以及依據(jù)該氣象參數(shù)區(qū)域的該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域內(nèi)的氣象狀況；利用該至少一項(xiàng)灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，依據(jù)一N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算該灌溉區(qū)域的該蒸散量ET值，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一個(gè)三維空間立方體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括令第二氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)收集第二氣象參數(shù)區(qū)域的至少一項(xiàng)第二氣象參數(shù)，其中該第二氣象參數(shù)區(qū)域的該至少一項(xiàng)第二氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況；以及射計(jì)算該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域內(nèi)的該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，且該計(jì)算進(jìn)一步包括該第二氣象參數(shù)區(qū)域中的該至少一項(xiàng)第二氣象參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該用來(lái)代表該灌溉區(qū)域內(nèi)的該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的計(jì)算還包括將該第二氣象參數(shù)區(qū)域的該至少一項(xiàng)第二氣象參數(shù)通過(guò)對(duì)該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)與該至少一項(xiàng)第二氣象參數(shù)進(jìn)行內(nèi)插來(lái)求得其值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該用來(lái)代表該灌溉區(qū)域內(nèi)的該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的計(jì)算還包括以下步驟執(zhí)行數(shù)值化氣象模型，其中將該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)與該至少一項(xiàng)第二氣象參數(shù)作為該數(shù)值化氣象模型的輸入數(shù)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該連續(xù)函數(shù)的N個(gè)維度至少包括緯度、經(jīng)度和海拔高度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中該N維連續(xù)函數(shù)還包括時(shí)間維度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該灌溉區(qū)域的該蒸散量ET值的計(jì)算包括利用該N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算該灌溉區(qū)域在一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一項(xiàng)經(jīng)收集或計(jì)算得到的該灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象參數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該灌溉區(qū)域的該蒸散量ET值的計(jì)算包括利用該N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算該灌溉區(qū)域在一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一項(xiàng)經(jīng)收集或計(jì)算得到的該灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象參數(shù)以及至少一項(xiàng)氣象因子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括依據(jù)該蒸散量ET值的品質(zhì)度來(lái)適應(yīng)性地更新該N維連續(xù)函數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括依據(jù)該至少一項(xiàng)灌溉區(qū)域氣象參數(shù)的品質(zhì)度來(lái)適應(yīng)性地更新該N維連續(xù)函數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括依據(jù)該氣象參數(shù)區(qū)域的該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)的品質(zhì)度來(lái)適應(yīng)性地更新該N維連續(xù)函數(shù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以大于該蒸散量ET值的自然循環(huán)中的一項(xiàng)主諧波的奈奎斯特頻率的變化率來(lái)計(jì)算該蒸散量ET值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中假若每小時(shí)一次的變化率大于該奈奎斯特頻率，則以每小時(shí)一次的變化率來(lái)計(jì)算該蒸散量ET值。
14. 一種將非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)提供給灌溉系統(tǒng)的方法，包括令氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)收集氣象參數(shù)區(qū)域的至少一項(xiàng)氣象參數(shù)，其中該氣象參數(shù)區(qū)域的該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況；依據(jù)該氣象參數(shù)區(qū)域以外的區(qū)域的該至少一項(xiàng)氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域內(nèi)的氣象參數(shù)；利用該至少一項(xiàng)灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，依據(jù)一 N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算該灌溉區(qū)域的非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)，其中該N個(gè)維度包括至少一個(gè)三維空間立方體；以及將該非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)提供給該灌溉系統(tǒng)，令該灌溉系統(tǒng)依據(jù)該非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)來(lái)控制一灌溉區(qū)域的灌溉水量。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該連續(xù)函數(shù)的N個(gè)維度至少包括緯度、經(jīng)度和海拔高度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該N維連續(xù)函數(shù)還包括時(shí)間維度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該灌溉區(qū)域所用的該氣象相關(guān)參數(shù)的計(jì)算包括利用該N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算該灌溉區(qū)域在一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一項(xiàng)經(jīng)收集或計(jì)算得到的該灌溉區(qū)域以外的地點(diǎn)的氣象參數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括依據(jù)該非測(cè)量的氣象相關(guān)參數(shù)的品質(zhì)度來(lái)適應(yīng)性地更新該N維連續(xù)函數(shù)。
全文摘要
一種灌溉區(qū)域之蒸散值計(jì)算方法，可用來(lái)計(jì)算灌溉區(qū)域的蒸散量。此方法包括令一氣象參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)從一個(gè)氣象參數(shù)區(qū)域中收集至少一項(xiàng)氣象參數(shù)，其中該至少之氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域以外的區(qū)域的氣象狀況。接著依據(jù)從該氣象參數(shù)區(qū)域所得之該至少之氣象參數(shù)來(lái)計(jì)算出一灌溉區(qū)域氣象參數(shù)，其中該灌溉區(qū)域氣象參數(shù)代表該灌溉區(qū)域之范圍以內(nèi)的氣象狀況。蒸散量之值的計(jì)算利用該至少之灌溉區(qū)域氣象參數(shù)及依據(jù)一N維連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算出該灌溉區(qū)域的蒸散量ET值，其中該N維連續(xù)函數(shù)包括至少一個(gè)三維空間立方體。
文檔編號(hào)G05B11/01GK101743525SQ200880019579
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日
發(fā)明者D·A·丹塞雷, P·卡爾森 申請(qǐng)人:水點(diǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司