[發明專利]一種基于時序遙感觀測數據的人工林種植時間自動檢測方法

有效

• 申請號: 202110309180.1
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112861810B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 趙偉;付浩;熊東紅;王小丹
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/00;G06Q10/10;G06Q50/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 申星宇

本發明公開了一種基于時序遙感觀測數據的人工林種植時間自動檢測方法，包括1)遙感影像獲取；2)影像預處理；3)人工林種植范圍提取；4)人工林種植時間信息提取.本發明依據種植人工林時植被指數變化特征，建立綜合考慮植被光譜變化特征且通過時序數據處理與子空間變化探測的人工林種植時間的方法，提升人工林種植時間探測的科學性和可靠性，該方法結合平滑、條件設置等操作來減少異常值和外界因素的影響，提升算法針對干擾的魯棒性。

技術領域

本發明屬于遙感數據檢測領域，具體涉及一種基于時序遙感觀測數據的人工林種植時間自動檢測方法的。

背景技術

人工林是指采用人工播種、栽植或扦插等方法和技術措施營造培育而成的森林，通常使用培育好的樹種幼苗進行移植，按用途分為人工用材林、人工薪炭林、人工經濟林、人工防護林等，種植人工林在治理水土流失、防治沙漠化、木材采伐良性循環等方面具有重要意義。人工林種植區域在植被對環境影響的研究中需要考核植被生長前后的周邊環境變化，因此，精確的人工林種植時空分布信息是人工林種植情況多維表達的基礎，也是人工林對環境影響研究的關鍵因素。

我國的人工林種植面積居于世界首位，但種植人工林的記錄手段比較缺乏，大部分僅依靠“行政單位+面積+年份”的記錄模式。目前，隨著遙感技術長時間的發展已經積累了大量的時序影像資料，然而，利用遙感影像對大面積人工林種植時空分布的探測方法研究相對較少，目前已有的技術通過對植被的生物量進行年齡估計，或針對種植人工林時的時序植被指數特征的研究需要先驗數據且易受環境等因素的干擾，不具有適用性且精度較低。

傳統方法中針對經濟型人工林重構時間序列歸一化植被指數NDVI；通過高分辨率影像分類識別小區域尺度人工林獲取其空間分布；再利用初始種植時間和初始砍伐時間來獲取其間差值，通過差值來迭代獲取每一次砍伐后種植的時間以獲取時間分布；融合空間分布與時間分布來獲得人工林的時空分布。其缺點在于：①僅適用于經濟林的種植時間判斷，不適用于所有類型的人工林；②判斷方法需要砍伐間隔的先驗數據；③小區域砍伐的間隔可能有不同，不具有科學性。

或者通過分類算法獲取人工林的空間分布，利用已有的森林擾動算法進行時序植被指數的突變點探測，以探測人工林區域的時序植被指數突變時間；其缺點在于：①需要對算法設計一系列的控制參數和濾波過程來防止過擬合現象，同時還需要對不同地區的植被生長情況進行人為的參數調整，魯棒性較差；②森林擾動算法探測所有的擾動點，不單純地針對人工林的種植時間時序植被指數特征，因此需要一種基于時序遙感觀測數據的人工林種植時間自動檢測方法。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于時序遙感觀測數據的人工林種植時間自動檢測方法，針對現有人工林種植時間的反演技術的局限性，提出了一種新的基于時序遙感數據的突變探測方法來對人工林種植時間進行精確自動提取。

本發明包括以下步驟：

(1)獲取遙感影像；

(2)對所述遙感影像進行預處理；

(3)對所述遙感影像進行人工林種植范圍提取；

(4)在所述遙感影像的人工林種植范圍進一步進行人工林種植時間信息提取；

(5)在所述時間信息提取中選擇突變點并優化所述突變點的精度以輸出種植時間點。

進一步地，所述人工林種植范圍提取包括：

①選擇訓練樣本及配置分類指數；