[發明專利]植物多要素監測方法及系統

在審

• 申請號: 202110791735.0
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN114442111A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 劉曉煌;方夢陽;劉玖芬;王新華;王超;孟妍
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局自然資源綜合調查指揮中心;珠海安妮萊科技有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/86;G01B21/10;G01B7/12;H04N5/225;H04N7/18
• 代理公司: 北京華圣典睿知識產權代理有限公司 11510
• 代理人: 陳國偉

本發明公開了一種植物多要素監測方法及系統，所述方法包括：設置與監測區域相適配的軌道，并將所述軌道通過支架安裝在距地面一定高度的位置，在所述軌道上安裝監測裝置；定時觸發所述監測裝置沿所述軌道運行并采集所述監測區域內的植物參數信息；根據植物參數信息計算得到地表植被參數，所述地表植被參數包括葉面積指數。利用本發明方案，可以更好地滿足對植物多要素監測的空間尺度擴展及頻率提高觀測的需求。

技術領域

本發明涉及植被監測領域，具體涉及一種植物多要素監測方法及系統。

背景技術

在植被測量與資源調查中，比如森林、草原、農田、濕地、荒漠等下墊面的植被觀測中，需要監測的要素多種多樣，比如包括：多種植被指數、覆蓋度、葉面積指數、植物長勢、生物量等等；也可以具體到哪一種生態類型(系統)或者哪一種植被，例如在森林監測中需要監測樹木的各種參數，例如樹木胸徑、高度、冠幅等。

對葉面積指數、植被指數、覆蓋度等參數的測量，在現有技術中主要有光學法、人工法、圖像法、激光雷達方法。

現有的葉面積指數、植被指數、覆蓋度等參數的測量方法，普遍存在以下問題：

1)對于森林測量來說，在采用激光雷達監測葉面積指數應用中，通常采用基于Beer-Lambert定律的間隙率模型反演方法，在這種方法中，需要基于高度閾值(Ht)對一定空間范圍內(Rxy)的高密度激光雷達點云數據進行地面和植被的二分類。而在現有技術中，由于無法準確地獲取真實的高度閾值，因此通常是采用經驗值，比如高度閾值設置為1米，無疑會影響計算結果的準確性。

2)由于現有技術監測范圍的局限性，使得監測數據很難有代表性，而由于林下異質性(即林下空間和格局分布上的不均勻性及復雜性)的特點，使得局部數據無法準確估計植物參數等數據。

3)無論是在空間地域范圍還是觀測頻率都有很大的局限性，難以兼顧時間(即監測頻率的連續性)和空間(即監測區域的代表性)上的需求。

發明內容

本發明提供一種植物多要素監測方法及系統，以解決上述現有技術中存在的一種或多種問題。

為此，本發明提供如下技術方案：

一種植物多要素監測方法，所述方法包括：

設置與監測區域相適配的軌道，并將所述軌道通過支架安裝在距地面一定高度的位置，在所述軌道上安裝監測裝置；

定時觸發所述監測裝置沿所述軌道運行并采集所述監測區域內的植物參數信息；

根據植物參數信息計算得到地表植被參數，所述地表植被參數包括葉面積指數。

可選地，所述監測裝置包括激光雷達和/或攝像裝置；所述植物參數信息包括：所述激光雷達獲取的植物點云數據和/或所述攝像裝置獲取的植物圖像數據。

可選地，所述方法還包括：根據所述點云數據生成對應的點云圖。

可選地，所述根據植物參數信息計算得到葉面積指數包括：

根據所述點云數據確定植物高度閾值；

基于所述植物高度閾值及間隙率模型反演得到第一葉面積指數；

利用所述植物圖像數據計算得到第二葉面積指數；

融合所述第一葉面積指數和所述第二葉面積指數，得到最終葉面積指數。

可選地，所述地表植被參數還包括樹木胸徑參數；所述方法還包括：

在監測區域的一個或多個樹木軀干內部安裝插入式位移傳感器；利用所述位移傳感器獲取樹木胸徑數據；

采集所述監測裝置的位置信息；