[發(fā)明專利]一種土地利用面積估算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810134782.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108346163A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯春陽(yáng);文楓;苗道華;靳世超;周彥兵;臘夢(mèng);楊凱棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南城建學(xué)院
• 主分類號(hào): G06T7/62
• 分類號(hào): G06T7/62
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

本發(fā)明公開(kāi)了環(huán)境勘察技術(shù)領(lǐng)域的一種土地利用面積估算方法，該估算方法的具體步驟如下：S1：將估算區(qū)域內(nèi)的地形因子根據(jù)平臺(tái)區(qū)域和地形起伏較大區(qū)域的雙重指標(biāo)進(jìn)行分層；S2：進(jìn)行二級(jí)分層，以提高層內(nèi)的均質(zhì)性；S3：對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行遙感觀測(cè)；S4：以全國(guó)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)區(qū)劃數(shù)據(jù)用于樣區(qū)模型的外推值；S5：對(duì)遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選；S6：建立土地面積估算模型；S7：由土地面積估算模型推導(dǎo)出土地利用面積，本發(fā)明通過(guò)遙感技術(shù)探測(cè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的土地利用情況并劃分雙層土地結(jié)構(gòu)，隨后以觀測(cè)數(shù)據(jù)的像元作為模型建立的依據(jù)，通過(guò)對(duì)土地模型的推導(dǎo)得出目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的土地利用面積，其面積估算方法簡(jiǎn)單快速，估算值準(zhǔn)確，誤差較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)了一種土地利用面積估算方法，具體為環(huán)境勘察技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)今社會(huì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下對(duì)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了明顯的脅迫，包括過(guò)量施用農(nóng)藥和化肥導(dǎo)致嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染，改變土地利用結(jié)構(gòu)，破壞生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡，生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力降低。此外，人為的田間管理模式也會(huì)影響流域尺度生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

農(nóng)業(yè)面源污染的模型通過(guò)整個(gè)流域系統(tǒng)及其內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜過(guò)程進(jìn)行定量描述，識(shí)別其污染物主要來(lái)源、傳輸和遷移路徑，分析面源污染產(chǎn)生的時(shí)間和空間特征，計(jì)算和預(yù)報(bào)污染產(chǎn)生的消減和負(fù)荷以及對(duì)水體的影響，評(píng)估土地利用變化以及不同管理與技術(shù)措施對(duì)面源污染負(fù)荷和水質(zhì)的影響，為開(kāi)展農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)調(diào)控提供依據(jù)。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，還無(wú)法基于面源污染進(jìn)行各分類土地的面積估算，同時(shí)由于地形地貌的多變，各分類土地分布較廣，采用人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算得到話其可信度較低。為此，我們提出了一種土地利用面積估算方法投入使用，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種土地利用面積估算方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種土地利用面積估算方法，該估算方法的具體步驟如下：

S1：將估算區(qū)域內(nèi)的地形因子根據(jù)平臺(tái)區(qū)域和地形起伏較大區(qū)域的雙重指標(biāo)進(jìn)行分層；

S2：在一級(jí)分層的基礎(chǔ)上，根據(jù)作物種植規(guī)模、種植結(jié)構(gòu)和種植破碎度三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行二級(jí)分層，以提高層內(nèi)的均質(zhì)性；

S3：通過(guò)NOAA系列氣象衛(wèi)星上搭載的AVHRR傳感器對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行遙感觀測(cè)，并在觀測(cè)過(guò)程中對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理形成數(shù)據(jù)集；

S4：根據(jù)遙感數(shù)據(jù)集中的一個(gè)像元所對(duì)應(yīng)的地表區(qū)域的耕地百分比，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)的篩選，同時(shí)以全國(guó)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)區(qū)劃數(shù)據(jù)用于樣區(qū)模型的外推值；

S5：根據(jù)像元云污染的情況、觀測(cè)數(shù)據(jù)的代表性以及像元耕地百分比等因素對(duì)遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選，剔除不合理的壞數(shù)據(jù)，確保建立模型所使用數(shù)據(jù)的合理性和有效性；

S6：根據(jù)模型的外推值采用回歸分析的方法在像元尺度上分析采樣區(qū)全國(guó)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)區(qū)劃數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系，并建立土地面積估算模型；

S7：由土地面積估算模型在基于全國(guó)土地種植結(jié)構(gòu)趨于劃分?jǐn)?shù)據(jù)推導(dǎo)出土地利用面積。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，種植破碎度用于表達(dá)作物的空間差異特征，定量表達(dá)作物空間分布的復(fù)雜性以及空間結(jié)構(gòu)特征對(duì)抽樣估算的影響，其計(jì)算公式如下：

其中，P是種植破碎度，C_i表示區(qū)域內(nèi)目標(biāo)作物第i塊地的周長(zhǎng)，A_i表示區(qū)域內(nèi)目標(biāo)作物第i塊地的面積，M表示遙感影像空間分辨率，利用種植破碎度能夠很好的描述區(qū)域內(nèi)種植結(jié)構(gòu)破碎情況，種植破碎度的指標(biāo)越大，說(shuō)明該區(qū)域越破碎，遙感分類錯(cuò)誤的可能性就越大。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，遙感數(shù)據(jù)集包括輻射標(biāo)定數(shù)據(jù)、幾何配準(zhǔn)數(shù)據(jù)、云標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)以及大氣糾正數(shù)據(jù)。