[發明專利]一種河谷草地退化情況的信息數據采集及分析方法

有效

• 申請號: 201711398439.4
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108170926B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 閆俊杰;崔東;趙玉;劉影;劉海軍;陳晨;夏倩倩
• 申請（專利權）人: 伊犁師范學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種河谷草地退化情況的信息數據采集及分析方法，其特征在于：該河谷草地退化情況的信息數據采集及分析方法的具體步驟如下：

S1：獲取所測區域植被覆蓋指數，通過遙感技術獲得所測區域的NDVI數據；

S2：獲取所測區域地形的數字高程模型數據，通過GPS、全站儀、航天影像或現有地形圖獲取所測區域的DEM數據；

S3：信息處理，對獲得的NDVI和DEM數據進行了數據格式轉換、鑲嵌、投影轉換及研究區提取處理；

S4：數據折算，將牲畜存欄量數據轉換為標準綿羊單位，對山羊、驢、牛和馬數量分別按0.8、3、5和6的比例進行折算；

S5：植被覆蓋度反演，利用像元二分模型來反演草地植被覆蓋度，其計算公式如下：

其中，F_c表示草地植被覆蓋度，NDVI_soil為研究區純裸土像元的NDVI值，NDVI_veg為純植被覆蓋像元的NDVI值，根據研究區NDVI圖像直方圖特點，在NDVI與覆蓋度轉化過程中，取研究區NDVI圖像直方圖的5％處NDVI值為NDVI_soil值，取95％處NDVI值為NDVI_veg值；

S6：草地退化等級劃分，將草地退化程度分為未退化、輕度退化、中度退化、重度退化及極重度退化5級；

S7：草地退化冷/熱點分析，利用Getis-Ord G_i*分析來識別退化草地的“熱點”和“冷點”的空間格局，分析其演變特征，其計算公式為：

所述S7中的計算公式，其中，其中x_j是像素j的草地退化等級代碼，w_i，j為像元i和j之間以距離規則定義的空間權重，同樣空間范圍相鄰為1，不相鄰為0，n為像素總數，此外：統計的是z值得分，z得分越高，熱點的高值像元就越聚集，z得分越低，冷點的低值像元就越聚集；

S8：草地退化時空變化分析，根據S6中的草地退化等級的劃分標準及其計算方法，制作三個時期段所測區域的草地退化等級分布圖，統計各個時期不同退化等級草地的面積和比例；

S9：草地退化冷/熱點分布與演化，將草地退化等級分為輕度改善、中度改善、高度改善和極高度改善，4個等級，并和S6中的5個等級，組成9個等級的代碼，并通過此9個代碼計算逐個像元Gi*的值，獲得退化草地冷/熱點分布圖；

S10：河谷草地退化的海拔分異，通過S9中的退化草地冷/熱點分布圖和S8中的三個時期段所測區域的草地退化等級分布圖，制作三個時期草地植被覆蓋度變化比例隨海拔變化的散點圖；

S11：草地覆蓋度分析，根據S10中的草地植被覆蓋度變化比例散點圖，制作草地退化與草地覆蓋度的關系圖，并將植被覆蓋度按覆蓋20％、40％、60％和80％和的閾值劃分為低覆蓋度、中低覆蓋度、中覆蓋度、中高覆蓋度和高覆蓋度5個等級，對各退化等級內的各覆蓋度等級草地的比例進行統計，并分析草地退化與草地覆蓋度的關系，以及NDVI的飽和缺陷對草地退化的影響；

S12：草地退化因素分析，根據S8中提到的三個時期段，進行三個時期段內的降雨量、氣溫數據采集并以時間為橫軸制作成折線圖，根據S4中的牲畜存欄量進行折算統計，并根據時間為橫軸制作成數據折線圖，并參照折線圖進行分析；

S13：總結，根據MODIS NDVI數據及像元二分模型，反演植被覆蓋度，對草地退化的時空變化特性分析，并得出結論。

2.根據權利要求1所述的一種河谷草地退化情況的信息數據采集及分析方法，其特征在于：所述S1中提到的NDVI數據采用長時間序列的MODIS數據。

3.根據權利要求1所述的一種河谷草地退化情況的信息數據采集及分析方法，其特征在于：在S1中，為降低云覆蓋等噪音信息的干擾，對每年23期NDVI序列數據進行了Savitzky-Golay濾波處理，并利用最大值合成法(MVC法)合成年NDVI數據，用年內植被NDVI最大值代表年植被生長狀況。

4.根據權利要求1所述的一種河谷草地退化情況的信息數據采集及分析方法，其特征在于：在S3中，為保持數據精度并使NDVI數據與DEM數據像元大小一致，將年NDVI數據和DEM重采樣為50m×50m。