[發明專利]一種城市濕地動態監測方法

在審

• 申請號: 202111113769.0
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113780232A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 王銘;毛德華;宋開山
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 何強

一種城市濕地動態監測方法，屬于遙感提取技術領域，解決了現有遙感技術無法快速、準確的對城市范圍內的濕地進行動態監測的問題，本發明包括：基于全球尺度遙感云計算平臺，獲取Landsat系列影像，對獲取的影像進行預處理，根據預處理后的影像建立時間序列影像集；獲取影像的特征向量，建立時間序列特征向量影像集；對時間序列影像通過時間序列影像分析與決策樹模型進行樣本遷徙，獲取適用于每幅影像的時間序列樣本集合；基于時間序列特征向量數據集及時間序列樣本集合，進行逐年的城市濕地提取，建立時間序列城市濕地數據集；對時間序列城市濕地數據集進行疊加分析，分析在時間序列中城市濕地范圍的動態變化，實現對城市濕地的動態變化監測。

技術領域

本發明涉及城市濕地遙感提取及動態監測技術領域，特別涉及一種基于時間序列Landsat衛星影像和云計算平臺的城市濕地動態監測方法。

背景技術

城市濕地提供了一系列寶貴的生態系統服務，具有巨大的經濟和社會價值。然而，隨著人口的增加和經濟的快速發展，在過去的三十年里，城市濕地的流失、退化和相關的環境災害加速。隨著遙感技術的顯著進步和可用數據源的不斷增加，利用遙感技術對國家和區域范圍內的濕地進行了大量有意義的研究，包括紅樹林、水產養殖池塘、灘涂和鹽沼等，然而，有關城市濕地的快速制圖及動態監測的研究卻相對較少，無法提供有效的適用于不同尺度的城市濕地制圖和動態監測方法。在城市濕地的分類和制圖研究中，樣本的獲取和更新是最關鍵的環節之一，濕地的高時空動態特性使得可靠樣本的選取更具挑戰性，傳統的方法會耗費研究人員大量時間和精力。在以往的城市濕地的制圖與動態監測研究中，由于無法獲得可靠的樣本數據，因此難以實現大尺度、長時間的城市濕地動態監測。因此，研究出快速、有效的方法對城市濕地進行長時間、大尺度的制圖和動態檢測，對于合理利用和保護城市范圍內的濕地具有至關重要的意義。Landsat是目前世界上運行時間最長的中分辨率光學遙感衛星系統，是大規模和長期動態監測土地覆蓋類型最廣泛使用的數據源。同時，隨著云計算、云存儲技術的進一步發展，越來越多的研究利用云計算平臺實現了大尺度、長時間的遙感地物監測，常用的地球科學數據處理云計算平臺，如全球尺度遙感云計算平臺(Google Earth Engine)可以提供Pb級海量數據產品和高效的數據處理、分類等算法，對遙感動態監測具有重要的意義。結合時間序列的Landsat圖像和云計算平臺，使長時間、大尺度的城市濕地制圖及監測變為可能，對城市濕地的管理、保護、合理利用具有重要意義。

發明內容

針對現有遙感技術無法快速、準確的對城市范圍內的濕地進行動態監測的問題，本發明提供一種城市濕地動態監測方法。

本發明的一種城市濕地動態監測方法，所述方法包括：

S1、基于全球尺度遙感云計算平臺，獲取Landsat系列影像，對獲取的影像進行預處理，根據預處理后的影像建立時間序列影像集；

S2、獲取影像的特征向量，根據特征向量建立時間序列特征向量影像集；

S3、對時間序列影像集中的時間序列影像通過時間序列影像分析與決策樹模型進行樣本遷徙，獲取適用于每幅影像的時間序列樣本集合；

S4、基于時間序列特征向量數據集及時間序列樣本集合，進行逐年的城市濕地提取，建立時間序列城市濕地數據集；

S5、對時間序列城市濕地數據集進行疊加分析，分析在時間序列中城市濕地范圍的動態變化，實現對城市濕地的動態變化監測。

作為優選，S3包括：

S31、計算時間序列影像集中的時間序列影像的濕度分量的標準差，與設定閾值比較，將時間序列影像集中的時間序列影像分為變化樣本和未變化樣本；

S32、使用未變化樣本，創建水體、沼澤和非濕地的參考光譜曲線；

S33、對每個變化樣本進行重分類，獲取重分類樣本：