水电占全球能源生产的百分之二十，其中大部分是由水库系统产生的。InVEST估计水库产生的水电的年平均数量和价值，并确定景观的每个部分每年为水力发电贡献多少水产量或价值。该模型有三个组成部分：产水量、用水量和水电估值。生物物理模型不考虑地表-地下水相互作用或供水的时间维度。估值模型假设能源定价随时间推移是静态的。。
（一） 模型简介
InVEST产水量模型估计了景观不同部分的水的相对贡献，提出对土地利用模式变化如何影响年度地表水产量和水力发电的深刻见解。为了适应更多数据可用的环境，InVEST绘制并模拟了用于水力发电的景观的年平均产水量，而不是直接解决LULC变化对水电的影响，因为这个过程与每天到每月时间尺度上的进水量变化密切相关。相反，InVEST计算每个地块对年平均水电产量的相对贡献以及该贡献在能源生产方面的价值。水库寿命期间水电生产的净现值也可以通过对折价的年收入求和来计算。
（二）数据需求
所有空间输入必须具有完全相同的投影坐标系 (线性米单位), 而不是地理坐标系 (以度为单位)，栅格输入可能具有不同的像元大小，并且将对其进行重采样以匹配土地利用/土地覆被栅格的像元大小。因此，所有模型结果的像元大小将与土地利用/土地覆被栅格相同。
降水（Precipitation）数据
蒸发量（Evapotranspiration）数据
根系限制层深度（Root Restricting Layer Depth）数据
植物可用水分含量（Plant Available Water Content）数据
土地利用/土地覆被（Land Use/Land Cover）数据
生物物理表（Biophysical Table）数据
Z参数（Z Parameter ）
流域（Watersheds）数据
（三）数据来源
中国1km分辨率年降水量数据（2001-2020年），降水量单位为0.1mm。
官方网址：http://www.geodata.cn/
中国1km分辨率逐月降水量数据集（1901-2022），数据格式为NETCDF，即.nc格式。
官方网址：https://data.tpdc.ac.cn/home
中国气象要素平均状况空间插值数据集，1km。
官方网址：https://www.resdc.cn/
②世界银行提供的带有降水统计数据的地图 https://datahelpdesk.worldbank.org/knowledgebase/articles/902061-climate-data-api
官方网址：http://www.geodata.cn/
蒸发量的数据可以参考Zhang等人计算出的蒸散数据(Zhang et al, 2019)，经过栅格计算以及按掩膜提取的处理，将数据处理为单位mm的中国干旱区蒸发量。由于蒸发量的数据不包含2000年和2018年的数据，因此用2003年和2017年的蒸发量来代替。
根系限制层深度可以选取1千米的中国土壤深度图(Yan et al, 2020)。
根据ISRIC提供的全球数据集，提供了直到枯萎点的可用土壤水容量(体积分数)，单位是%。数据集包括0、5、15、 30、60、100和200厘米深度。可对计算研究区域内所有深度的加权平均值，其中权重基于相对于总深度的每层深度。
官方网址：https://data.isric.org/geonetwork/srv/eng/catalog.search#/metadata/e33e75c0-d9ab-46b5-a915-cb344345099c
联合国粮农组织(FAO)和维也纳国际应用系统研究所(IIASA)所构建的世界土壤数据库(Harmonized World Soil Database)
官方网址：https://www.fao.org/soils-portal/data-hub/soil-maps-and-databases/harmonized-world-soil-database-v12/en/
式中，SAND%表示土壤中砂粒含量，SILT%表示土壤中粉粒含量，CLAY%表示土壤中的黏粒含量，C%表示土壤中有机碳含量。
参考文献：[1]周文佐,刘高焕,潘剑君.土壤有效含水量的经验估算研究——以东北黑土为例[J].干旱区资源与环境,2003,17(4):88-95
[2]Zhou, Liu W, Pan G, et. al. Distribution of available soil water capacity in China[J]. Journal of Geographical Sciences, 2005(15):3- 12.
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02873101
基于世界土壤数据库提取sand、slit、clay和有机质(oc)图层，再根据PAWC公式进行计算。
ps：计算公式时建议一步一步分解，先计算A: 0.132 × SAND% + 0.003 × (SAND%)2，再计算B: 0.055 × SLIT% + 0.006 × (SLIT%)2，再计算C: 0.738 × CLAY% - 0.007 × (CLAY%)2，再计算D: 2.688 × C% - 0.501 × (C%)2，最后计算𝑃AWC(%)= 54.509 − A - B -C - D。
中国土壤类型空间分布数据，数据来源于Hamonized World Soil Database (version 1.1), 2009年，数据联合国粮农组织（FAO）和维也纳国际应用系统研究所(IIASA)所构建的世界土壤数据库(Harmonized World Soil Database version 1.1 )(HWSD). 中国境内数据源是中科院所土壤所提供的1：100万土壤数据。该数据可为建模者提供模型输入参数,农业角度可用来研究生态农业分区,粮食安全和气候变化等。数据格式:img栅格格式，投影为WGS84。采用的土壤分类系统主要为FAO-90。
官方网址：https://geodata.pku.edu.cn/
中国多时期土地利用遥感监测数据集（CNLUCC），1km精度可以免费下载，30m精度需要购买。
官方网址：https://www.resdc.cn/
2020年我球30米地表覆盖精细分类产品
官方网址：http://data.casearth.cn/sdo/detail/5d904b7a0887164a5c7fbfa0
武汉大学杨杰和黄昕教授团队向公众发布了CLCD 2021年全国土地覆数据。
根据InVEST模型的指导手册、联合国粮农组织(FAO)的《作物蒸散量作物需水量计算指南》以及之前学者的相关研究，考虑干旱区的植物根系长度会普遍大于湿润区的实际情况，设定蒸散系數和植物根系深度参数，属性类别是根据是否有植被覆盖来判定0和1，并且，当属性类别显示为非植被覆盖时，模型将不会使用植物根系深度这一指标，因此将其都设为1，如表所示。
Z Parameter是用于描述降雨季节性差异的常数（即称为Zhang系数），季风流域一般取值为1，温带流域一般取值为9，亚热带季风区可取值为3。
可以用研究区范围边界数据代替。
（四）操作步骤
2.加载好数据后，点击左下角的【运行】按钮，等待计算完成。
3.计算结果
（五）解释结果
在结果文件中，per_pixel 文件夹中的输出可用于中间计算，但不应在像素级别进行解释，因为模型假设基于在子流域尺度上理解的过程。
在ArcGIS Pro中per_pixel 文件夹中的输出可用于中间计算的数据。
在ArcGIS Pro中打开结果watershed_results_wyield的属性表，或者打开相关的CSV格式文件可查看计算结果数值。
此目录包含表示输出文件夹中最终数据计算的中间步骤的数据。它还包含子目录，这些子目录存储内部使用的元数据，以避免重新计算。
（六）参考文献
[3]周文佐,刘高焕,潘剑君.土壤有效含水量的经验估算研究——以东北黑土为例[J].干旱区资源与环境,2003,17(4):88-95
[4]Zhou, Liu W, Pan G, et. al. Distribution of available soil water capacity in China[J]. Journal of Geographical Sciences, 2005(15):3- 12.
[7]Yongqiang Zhang, Dongdong Kong, Rong Gan, Francis H.S. Chiew, Tim R. McVicar, Qiang Zhang, Yuting Yang.Coupled estimation of 500 m and 8-day resolution global evapotranspiration and gross primary production in 2002–2017[J].Remote Sensing of Environment,2019,(222):165-182.
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