[發明專利]一種基于多源數據的物種生境質量模擬方法

有效

• 申請號: 202011235382.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112348086B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 王宏偉;祁元;張金龍;楊瑞;馬曉芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院西北生態環境資源研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F16/29;G06F16/587;G06F16/51
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種基于多源數據的物種生境質量模擬方法，其特征在于包括：

（1）對衛星遙感影像進行預處理，生成研究區包含藍光、綠光、紅光和近紅外波段的標準正射影像，在物種信息的提取中采用近紅外、紅光、綠光波段合成的假彩色模式，所述衛星遙感影像為中國高分二號衛星獲取的遙感影像；

（2）根據物種分布的地形地貌和影像特征，建立適用于衛星遙感影像特點的物種解譯分類體系和相應的物種解譯標志；

（3）根據建立的衛星遙感影像特點的物種解譯標志，采用面向對象技術與人工目視解譯技術相結合的方法提取物種均勻分布的樣本點，并基于文獻資料和/或實地調查的物種分布數據與衛星遙感影像解譯的物種分布數據建立誤差矩陣，檢驗提取的所述樣本點的精度是否精確；

（4）建立物種分布模擬的環境因子數據庫，所述數據庫覆蓋影響物種分布的環境因子數據；

（5）利用ArcGIS對所述環境因子數據庫進行標準化處理，再通過方差膨脹因子VIF檢驗環境因子之間的共線性，即：

其中，R²為基于多元回歸模型建立的每個指標與其余各項指標之間的線性回歸系數，通過VIF的取值判斷環境因子之間的共線性，構建各環境因子之間不存在共線性的環境因子數據庫；

（6）基于衛星遙感影像解譯的物種分布點以及步驟（5）構建的環境因子數據庫進行建模運算，從所述物種分布點中隨機選取指定比例的點作為模型訓練集，剩余的點作為測試集，通過迭代算法計算各個環境因子對預測結果的貢獻率，進而篩選出影響物種分布的主導環境因子，之后基于所述主導環境因子模擬物種的適宜生境分布；

其中，所述物種為油橄欖，并且步驟（2）中所述物種解譯分類體系包括河谷川地及階地油橄欖、梯田油橄欖、坡地油橄欖和條田油橄欖，相應的物種解譯標志為：

河谷川地及階地油橄欖色調在高分二號衛星假彩色圖像4、3、2 波段上呈現深紅色或紅色，在高分二號衛星真彩色圖像1、2、3波段上色調呈現深綠色或綠色，紋理清晰，質地非常粗糙，形態多為片狀、塊狀和條帶狀，地類形態相對規則，主要分布在河谷平原、河谷二級階地和川內的耕地中；

梯田油橄欖色調在高分二號衛星假彩色圖像4、3、2 波段上呈現深紅色或紅色，在高分二號衛星真彩色圖像1、2、3波段上色調呈現深綠色或綠色，紋理清晰，質地非常粗糙，形態上斑塊呈現弧形，多為條帶狀，形態各異，每棵樹的冠幅在圖像上表現為點狀，大多數分布在坡面梯狀耕地內部；

坡地油橄欖色調在高分二號衛星假彩色圖像4、3、2 波段上呈現深紅色或紅色，在高分二號衛星真彩色圖像1、2、3波段上色調呈現深綠色或綠色，紋理清晰，質地非常粗糙，形態上斑塊多為片狀，形態各異極不規則，大多數分布在山地緩坡陽坡面及卯之上，以片狀居多；

條田油橄欖色調在高分二號衛星假彩色圖像4、3、2 波段上呈現深紅色或紅色，在高分二號衛星真彩色圖像1、2、3波段上色調呈現深綠色或綠色，紋理清晰，質地非常粗糙，形態上多數呈現為條狀和線狀，大多數分布在山地陽坡陡坡面，以窄梯狀居多，沿等高線水平特征明顯。

2.根據權利要求1所述的物種生境質量模擬方法，其特征在于，步驟（1）中對衛星遙感影像進行預處理的方法包括：

i）基于已知的衛星外場絕對輻射定標系數對多光譜進行輻射定標，將衛星遙感影像的DN值轉換為輻亮度圖像；

ii）基于已知的FLAASH模塊對經步驟i）定標后的影像進行大氣校正；

iii）基于已知的高精度數字高程模型數據對經步驟ii）校正后的影像進行正射校正；

iv）以研究區內已經過精校正的高分辨率影像為基準影像，對經步驟iii）校正后的影像進行幾何精校正；

v）基于圖像融合算法對衛星遙感影像數據中的多光譜和全色影像數據進行影像融合；

vi）利用研究區邊界對經步驟v）融合后的影像進行影像裁剪。

3.根據權利要求2所述的物種生境質量模擬方法，其特征在于：所述衛星外場絕對輻射定標系數為中國高分二號衛星的外場絕對輻射定標系數。

4.根據權利要求1所述的物種生境質量模擬方法，其特征在于，步驟（3）還包括：基于總體精度和Kappa系數評價所述樣本點提取的精度。