[發明專利]基于小波分析的區域病蟲害檢測診斷判別方法

有效

• 申請號: 201611200274.0
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106708782B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 賈翔;陳孟禹;黃鐵成;來風兵;陳蜀江;吳焱
• 申請（專利權）人: 賈翔
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 董燕;周星瑩

本發明涉及數據遙感分析技術領域，是一種基于小波分析的區域病蟲害檢測診斷判別方法，包括以下步驟：第一步對獲取胡楊蟲害的試驗數據進行抽取采樣分析；第二步采用小波變換對采樣數據進行初步分析；第三步定義并構建NDVI時間波譜曲線；第四步對NDVI時間波譜曲線進行濾噪處理；第五步對胡楊蟲害進行增強和分離分析；第六步建立胡楊食葉害蟲的信號檢測模型；第七步對檢測出的蟲害信號進行實時動態檢測。本發明基于森林病蟲害遙感監測的原理與物理基礎，借助NDVI時間序列數據，定義并構建含有蟲害信息的胡楊NDVI時間波譜曲線，得到NDVI隨時間變化的演變特性與規律，有效的對植物長勢以及病蟲害進行監測，避免胡楊長勢逐漸衰弱。

技術領域

本發明涉及林業病蟲害數據遙感分析技術領域，是一種基于小波分析的區域病蟲害檢測診斷判別方法。

背景技術

胡楊作為一種在河岸、湖泊等濕潤條件下生長的荒漠河岸林，其獨特的生理結構使其能夠在鹽堿、風沙和干旱的惡劣環境中生存，是干旱荒漠區近頂級的天然喬木群落，是荒漠生態系統的重要組成部分，在維護荒漠區生態平衡、防風固沙、調節氣候、改善生態環境等方面發揮著重要的生態功能。但是近年來，由于人為過度引水和氣候變化，導致胡楊生存環境惡化，長勢逐漸衰弱，其正常的生理活動減弱，抵御病蟲害的能力下降，使得病蟲害蔓延迅速，開始大面積肆掠，其中尤以尺蠖蟲害最為嚴重，嚴重時森林失葉如同遭遇火災，而且有進一步向綠洲擴散的趨勢。因此，研究胡楊尺蠖蟲害特征及其分布規律對胡楊林的保護具有十分重要的意義。

在尺蠖研究方面，許多學者從尺蠖的生存環境、生理機制、生活習性、生活史規律、分布范圍、種群動態變化、造成的危害狀況、預測防治等方面已經做了大量研究。但是胡楊林區地處荒漠、交通不便，運用傳統的實地調查方法難以對其進行大范圍、深入的研究。遙感技術具有受地面條件限制少、獲取資料速度快、周期短、用途廣泛的優勢，目前已成為國際上監測森林病蟲危害最先進的手段之一，其在森林病蟲害探測領域的應用已被證明是可行并且有效的，但目前這一技術尚處于探索發展階段，仍然存在著遙感監測參數少，數據源及輔助信息的利用不足，技術與方法缺乏，針對性差等問題；致使病蟲害有效監測時間段較短，監測精度較低，且難以監測早期損害。因此，尚需進一步加強基礎理論研究，充分利用森林不同受害階段的生理生化和形態指標，構造適宜的遙感監測指數，將更多數學方法融入病蟲害遙感監測研究。

發明內容

本發明提供了一種基于小波分析的區域病蟲害檢測診斷判別方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有的胡楊尺蠖蟲害因沒有有效的檢測診斷判別方法造成胡楊長勢逐漸衰弱的問題。

本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：基于小波分析的區域病蟲害檢測診斷判別方法，包括以下步驟：

第一步，獲取胡楊蟲害的試驗數據，對試驗數據進行抽取采樣分析，之后進入第二步；

第二步，采用小波變換對采樣數據進行初步分析，之后進入第三步；

第三步，定義并構建NDVI時間波譜曲線，之后進入第四步；

第四步，對NDVI時間波譜曲線進行濾噪處理，之后進入第五步；

第五步，對胡楊蟲害進行增強和分離分析，之后進入第六步；

第六步，建立胡楊食葉害蟲的信號檢測模型，之后進入第七步；

第七步，對檢測出的蟲害信號進行實時動態檢測，提取胡楊尺蠖的危害信息。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述在第二步中，小波變換的分析步驟如下：

(1)將信號采用一組基函數分解成不同尺度的細節信號，所述基函數是通過將小波母函數ψ(t)進行伸縮或平移得到的，設其伸縮因子為a，平移因子為b，則平移伸縮后的函數ψ_a,b(t)為：