[發明專利]一種大尺度植被覆蓋度航空動態獲取系統

有效

• 申請號: 201310380546.X
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103438869A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 路京選;龐治國;宋文龍;付俊娥;李青;曹大嶺;曲偉
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;B64C39/02;G08C17/02;G01C21/20
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域

本發明是水利及水土保持監測業務中使用的一種大尺度植被覆蓋度航空動態獲取系統（LSVC-ADAD），它被用于野外對大范圍、特別是工作人員難以到達區域地表覆蓋進行動態觀測、拍照，結合植被覆蓋度動態獲取系統（VC-DAS）實時、動態、批量整體直接測算大尺度植被覆蓋度信息，屬于水利行業技術應用領域。

背景技術

植被覆蓋度指包括喬、灌、草和農作物在內的所有植被的冠層、枝葉在生長區域地面的垂直投影面積占研究統計區域面積的比例。作為表征植被覆蓋狀況的重要指標，植被覆蓋度是水利和水保行業比較關注和亟需獲取的基礎數據，在降雨-徑流、土壤侵蝕、非點源污染、蒸散發等模型模擬和干旱監測等業務中具有廣泛應用。提取植被覆蓋度信息涉及到的關鍵問題，一是要求獲取植被垂直投影，二是植被在不同研究區面積范圍內的覆蓋度值不同，即具有尺度效應，對相關模型尺度效應具有一定影響。考慮到模型應用對較大尺度植被覆蓋度信息要求和野外作業時工作人員的可達性，研制獲取較大面積范圍地面植被影像照片的硬件裝置平臺和覆蓋度信息提取軟件系統，成為獲取大尺度植被覆蓋度信息的迫切需求。

目前獲取較大研究區面積植被覆蓋度信息可通過樣本統計測算和整體直接測量兩種途徑。樣本統計測算，是按照統計學要求，在研究區內抽取一定數量的樣方區域，通過測算樣方區域植被覆蓋度來估算整個研究區域的植被覆蓋度，地面調查工作量較大。整體直接測算，是通過將研究區植被生長環境要素、時空要素與植被覆蓋度地面測量數據進行耦合，在一定尺度內建立植被覆蓋度的統計模型，或利用遙感影像波譜提取植被信息，再與植被覆蓋度建立相關關系，或用對影像像元進行分解的方法計算植被覆蓋度。其中，經驗模型主要適用于植被生長情況較為一致的研究區域，如較大面積的農作物植被蓋度監測，要求在獲取地面植被覆蓋度數據的基礎上，獲得大量植被生長環境要素和時空要素，所建立模型可移植性差；遙感技術則為地表植被生長情況不一致的大范圍蓋度測量提供了可能，利用光譜信息與地面植被覆蓋度建立模型關系，獲取大面積地面植被覆蓋度，該方法可大致分為統計模型法和物理模型法，前者具有簡單易于計算的有點，但需要大量實測數據，時空移植性差，后者利用植被光譜信息特征，選取與植被蓋度有較好相關性的植被指數估算植被蓋度，普適性好，但消除背景信息影響能力差，精度相對較低；像元分解模型法，對遙感數據空間分辨率要求較高，限制了方法推廣。由此可見，以上三種方法各有利弊，都可以用于較大面積宏觀植被覆蓋度信息提取，工作效率較高，但都需要大量實測數據，算法移植性和精度的矛盾較為突出，且遙感數據的可獲得性和實效性無法保障。綜合以上分析，如何避免大量地面實測工作，獲取較大面積的實效性地面植被信息，通過可靠算法實時整體直接測算地面宏觀植被覆蓋度信息，成為水利和水保行業的迫切業務需求。

針對水利和水保行業的業務需求，水利部遙感中心基于無人機平臺和植被覆蓋度動態獲取系統工作基礎上，充分發揮無人機平臺在大面積宏觀植被信息獲取上的獨特優勢及植被覆蓋度動態獲取系統（VC-DAS）在實時影像顯示、抓拍、數據處理和蓋度信息實時性計算上的特點，自主研發了大尺度植被覆蓋度航空動態獲取系統，為水利行業相關領域野外作業人員快速、批量獲取較大范圍宏觀植被覆蓋度信息提供技術支持。

發明內容

本發明的目的是提供一種大尺度植被覆蓋度航空動態獲取系統，它適用于野外較大范圍地面植被信息航空采集和植被覆蓋度信息整體直接動態測算的一種裝置平臺和軟件系統，實現野外作業時較大面積地面照片采集和植被覆蓋度信息實時動態測算，提高了野外工作效率，克服了工作人員對不可達區域的植被信息采集難題，拓展了大尺度植被覆蓋度整體直接測算途徑。