[發(fā)明專利]一種人工龍竹林LAI遙感估測(cè)最佳尺度選擇方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011264116.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112380980A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒清態(tài);王強(qiáng);趙耘;孫揚(yáng);賴虹燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06F17/11;G01N21/55
• 代理公司: 昆明盈正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 53208
• 代理人: 徐洪剛

1.一種人工龍竹林LAI遙感估測(cè)最佳尺度選擇方法，其特征在于，步驟包括：

(1)、獲取GF-2號(hào)衛(wèi)星圖像，經(jīng)過(guò)輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正，得到地表反射率數(shù)據(jù)集；

(2)、進(jìn)行野外樣地調(diào)查，采用冠層分析儀LAI2200C測(cè)量各樣點(diǎn)的LAI值，取多次測(cè)量的平均值作為樣地LAI實(shí)測(cè)值；

(3)、計(jì)算所有樣地LAI的加權(quán)平均值(∑(樣地LAI*權(quán)數(shù))/總樣地?cái)?shù))作為典型樣地選取參考值；

(4)、以調(diào)查樣地中LAI值最接近加權(quán)平均值的樣地作為最佳觀測(cè)尺度分析的典型樣地；

(5)、提取典型樣地所對(duì)應(yīng)的GF-2全色影像數(shù)據(jù)的各像元反射率值及坐標(biāo)作為最佳觀測(cè)尺度分析數(shù)據(jù)；

(6)、以步驟(5)所提取的數(shù)據(jù)作為觀測(cè)數(shù)據(jù)，在地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論支持下，借助GS+軟件，求算變異函數(shù)中的塊金值、偏基臺(tái)值、基臺(tái)值、變程，其中變程即為最優(yōu)觀測(cè)尺度；

(7)、以步驟(1)中GF-2多光譜影像和步驟(2)中樣地LAI作為模型自變量和因變量數(shù)據(jù)集；

(8)、以偏最小二乘回歸PLS作為區(qū)域尺度上LAI估測(cè)遙感驗(yàn)證模型，在MATLAB軟件平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)不同尺度下偏最小二乘驗(yàn)證模型求解；

(9)、以PLS模型精度最高值所對(duì)應(yīng)的空間尺度作為PLS模型最佳觀測(cè)尺度，采用決定系數(shù)(R²)、估測(cè)精度(P)和均方根誤差RMSE作為模型精度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算公式分別為公式(1)、(2)和(3)；

式(1)和式(2)中，n是樣本數(shù)；y_i為第i個(gè)樣本值；為第i個(gè)樣本的估測(cè)值；為樣本實(shí)測(cè)值的平均值；式(3)中，y_i和分別為第i個(gè)樣本的實(shí)測(cè)值與模型預(yù)測(cè)值；N為樣本個(gè)數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)中，所述遙感數(shù)據(jù)來(lái)自2018年1月24日接收的GF-2號(hào)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，GF-2號(hào)衛(wèi)星搭載兩臺(tái)高分辨率1m全色0.45～0.90μm和4m多光譜相機(jī)藍(lán)0.45～0.52μm、綠0.52～0.59μm、紅0.63～0.69μm、近紅外波段0.77～0.89μm，運(yùn)用最近鄰法將高分2號(hào)衛(wèi)星影像以1m為間隔重采樣，得到1-10m的10組尺度的遙感重采樣數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中，所述外業(yè)樣地調(diào)查僅針對(duì)叢生龍竹樣地，叢生龍竹數(shù)據(jù)記錄了不同齡級(jí)下的30×30m的方形樣地32塊，并測(cè)定各點(diǎn)LAI值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(3)中，所述樣地?cái)?shù)據(jù)是2018年度滄源縣的主要分布區(qū)勐角鄉(xiāng)設(shè)置的32塊30×30m的方形樣地，每個(gè)樣地記錄了樣地中心點(diǎn)GPS坐標(biāo)、各點(diǎn)LAI值、高程信息，同時(shí)計(jì)算了每個(gè)樣地的平均LAI實(shí)測(cè)值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(4)中，所述LAI值為3.08，典型樣地是勐角鄉(xiāng)32塊樣地中第6塊樣地。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(5)中，所述GF-2全色影像數(shù)據(jù)的各像元反射率值及坐標(biāo)值是在ARCGIS下，以第6塊樣地GPS坐標(biāo)為中心點(diǎn)，提取30m×30m區(qū)域范圍內(nèi)GF-2全色影像數(shù)據(jù)的900個(gè)像元值及坐標(biāo)值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述地統(tǒng)計(jì)學(xué)變異函數(shù)表達(dá)為：區(qū)域化變量Z(x)在點(diǎn)x和x+h處的值Z(x)和Z(x+h)差的方差的一半，其公式為：

式(4)中，γ(h)為區(qū)域化變量Z(x)的變異函數(shù)值，N(h)為在給定距離和方向上點(diǎn)對(duì)的數(shù)量；Z(xi)和Z(xi+h)分別為xi和xi+h空間位置上的全色影像像素值；h為兩像素點(diǎn)間分隔距離。