[發明專利]一種提取植被排放甲烷量的方法

在審

• 申請號: 201510198683.0
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN104809462A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 陳彥;譚龍飛;童玲
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種提取植被排放甲烷量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、獲取原始SAR圖像

在同一監測點，通過星載SAR獲取被監測區域中植被生長的四個周期圖像，即并標記為原始SAR圖像；其中，Iⁱ表示第i個周期時獲取的原始SAR圖像，該圖像包括四個極化化圖像即P＝HH,HV,VH,VV四個極化圖像；

(2)、圖像預處理

對原始SAR圖像依次進行配準和濾波，得到基準SAR圖像，即其中，I^i'表示第i幅原始SAR圖像Iⁱ經圖像預處理后的基準SAR圖像；

(3)、通過分類算法提取基準SAR圖像中的植被區域A_plt和非植被區域A_nonplt；

(4)、獲取基準SAR圖像的后向散射系數

設像元點Q_xy＝{(x,y)∈A_plt}，(x,y)表示該像元點的坐標；將像元點Q_xy在四個基準SAR圖像I^i′的灰度值轉換為后向散射系數其中，第i個基準SAR圖像I^i′的植被區域內第i個像元點的后向散射系數為σi*={{σi*(HH)j,σi*(HV)j,σi*(VH)j,σi*(VV)j},j∈Aplt};]]>

(5)、利用陸基散射計測量后向散射系數

在同一監測點，在獲取原始SAR圖像的同時，利用陸基散射計測量被監測區域中植被的后向散射系數，從而得到四組后向散射系數，標記為σ′_i(P)，P＝HH,HV,HV,VV；

(6)、反演下墊面參數

根據陸基散射計測量的后向散射系數σ′_i(P)和下墊面模型計算出下墊面參數D＝{Dⁱ,i＝1,2,3,4}，其中，i是陸基散射計測量的時間序號，為第i次測量時的植被生物量，LAIⁱ為第i次測量時的植被的葉面積指數，為第i次測量時的水深度，其計算公式如下：

WBiomassi=a1(σi′(HH)+σi′(VV))+b1(σi′(HH)-σi′(VV))+c1(σi′(HV)+σi′(VH))+d1LAIi=a2(σi′(HH)+σi′(VV))+b2(σi′(HH)-σi′(VV))+c2(σi′(HV)+σi′(VH))+d2CWateri=a3(σi′(HH)+σi′(VV))+b3(σi′(HH)-σi′(VV))+c3(σi′(HV)+σi′(VH))+d3]]>

其中，a₁，a₂，a₃，b₁，b₂，b₃，c₁，c₂，c₃和d₁，d₂，d₃均為常數；

(7)、獲取甲烷排放模型

利用步驟(6)中反演出的下墊面參數D＝{Dⁱ,i＝1,2,3,4}和實際甲烷排放的點測量結果，得到甲烷排放模型R；

R＝aW_Biomass+bLAI+cC_Water+d

其中，a,b,c,d為常數；

(8)、提取植被排放甲烷量

(8.1)、根據(4)中的植被區域提取出的后向散射系數以及甲烷排放模型，分別對四個基準SAR圖像I^i′的植被區域A_plt內的像元點Q_xy進行遍歷，得到每個生長周期時甲烷的排放量結果Rⁱ；

RiAplt=Σ(x,y)∈ApltRiQxy=a0(σi*(HH)xy)-b0(σi*(HV)xy)(σi*(VV)xy)+c0(σi*(HV)xy)+d0]]>

其中，為第i個生長周期時植被區域內所有像元點的甲烷排放量，為第i個生長周期時像元點Q_xy的甲烷排放值，a₀,b₀,c₀,d₀為常數；

(8.2)、計算植被的甲烷總排放量

R=Σi=14RiAplt*T]]>

其中，T指第i次排放量測量時對應植被生長期的天數。

2.根據權利要求1所述的提取植被排放甲烷量的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，提取基準SAR圖像中的植被區域A_plt和非植被區域A_nonplt的方法為：

(2.1)、先從四幅基準SAR圖像中任意選取三幅基準SAR圖像，再將選取的基準SAR圖像的HH極化圖像通過彩色合成方法組合為一幅RGB彩色圖像I_RGB；

(2.2)、通過監督分類方法對圖像I_RGB進行地物分類

(2.2.1)、人工選取N個代表不同地物類別的樣本，構成樣本圖像S；

(2.2.2)、根據樣本圖像S，利用ENVI軟件中的支持向量機(SVM)分類算法，將樣本圖像S中的地物分為四個類型：植被區、水域、城鎮和居民區、其它區域，并將植被區標記為A_plt，將水域、城鎮和居民區、其它區域標記為植被區A_nonplt；

(3.2.3)、根據樣本圖像S中地物的區域分類結果，將圖像I_RGB分類為植被區A_plt和非植被區A_nonplt。