[發明專利]一種喀斯特石漠化的分級制圖方法及裝置

有效

• 申請號: 202111507003.0
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114202551B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 許爾琪
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06T7/11;G06Q10/06;G01N21/17;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京云科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11483
• 代理人: 張飆

本發明提供了一種喀斯特石漠化的分級制圖方法及裝置，通過獲取待劃分區域的遙感產品數據和環境要素數據，建立了喀斯特石漠化分級參照系，基于此參照系，對待劃分區域的遙感產品數據進行標準化處理，生成喀斯特石漠化分級的標準化遙感指標，對喀斯特石漠化待分級區域進行石漠化分級制圖。本發明既有效降低了喀斯特環境因素對遙感信息反演技術的不確定性，增加了遙感信息作為石漠化分級依據，提高了可靠性，又同時有效解決了目前石漠化分級參照標準以及分級閾值難以確定的難題，降低喀斯特石漠化分級制圖的難度，能有效提高喀斯特石漠化分級制圖的精度和效率。

技術領域

本發明涉及土地退化的技術領域，特別是涉及一種喀斯特石漠化的分級制圖方法及裝置。

背景技術

喀斯特石漠化是全球范圍內重大的經濟、生態和環境問題，威脅著社會的可持續發展。石漠化的發生和加劇，帶來了諸多負面環境影響，包括耕地資源流失、水資源減少、土壤侵蝕以及生物多樣性減少；與此同時，地區人民的社會經濟收益也受到了損害。為了有效控制石漠化并評估石漠化治理工程的效果，迫切需要準確描述不同喀斯特石漠化等級的空間分布格局及其動態特征，以作為當前喀斯特石漠化恢復及區域可持續發展的基礎。遙感技術由于其大范圍獲取地表空間信息的能力，成為石漠化分級制圖的主要技術手段。

所謂石漠化的分級，就是在一定的單元內根據不同的土壤、巖石和植被等組分的比例進行石漠化的等級劃分。石漠化強度越大，其基巖裸露率越大，而植被覆蓋率和土壤覆蓋率則越低，在遙感影像中對不同的石漠化強度將產生不同地物覆蓋率以及不同光譜數值，這便是遙感數據能夠成為石漠化分級依據的基本出發點。相比于目視解譯方法的局限性，自動圖像解譯方法已廣泛應用于石漠化的分級繪圖，這主要包括監督分類方法、機器學習算法、石荒漠化分級指數和光譜混合分解等一系列方法。

然而，上述分級技術將土地石漠化過程與遙感觀測聯系起來的數學邏輯仍然不確定，導致通過遙感圖像進行石漠化動態監測仍然是一項挑戰性。尤其是喀斯特地區高度景觀異質性，增加了衛星觀測數據與地面石漠化強度的關系的不確定性，這一點受到了限制。歸一化植被指數作為陸表的重要遙感產品之一，由于其與植被覆蓋度密切相關的，目前成為眾多石漠化制圖研究的重要依據。有案例研究發現同一石漠化等級內部的歸一化植被指數的數值波動范圍較大，這可能有以下兩方面的原因：一是歸一化植被指數受到氣候、土壤和地形等等地理環境背景的影響，在喀斯特地區與植被覆蓋度的相關性有所降低；二是石漠化的分級是植被、土壤和基巖等地物特征的綜合評估結果，單單依靠歸一化植被指數為代表的植被特征還難以進行石漠化的分級。受環境因素變化的影響，遙感獲取的地表參數數值的大小往往與石漠化等級的高低往往表現為非線性關系，尤其隨著研究尺度的增加，這樣的不確定性急劇增加，這將顯著增加石漠化分級制圖的難度，嚴重影響了現有遙感石漠化分級技術的精度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種喀斯特石漠化的分級制圖方法及裝置，通過生成喀斯特石漠化分級參照系進行遙感信息標準化處理，以此對待劃分區域進行石漠化分級劃分，降低喀斯特石漠化分級制圖的難度，能有效提高喀斯特石漠化分級制圖的精度和效率。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種喀斯特石漠化的分級制圖方法及裝置，包括：

獲取格式一致的待劃分區域的遙感產品數據和環境要素數據，其中，所述環境要素數據包括海拔數據、土地利用數據和巖性數據；

根據所述海拔數據，設置并根據多組分層參數，對所述待劃分區域進行海拔分層，將多組海拔分層結果中的最優海拔分層結果作為初始喀斯特石漠化分級參照系；

根據所述初始喀斯特石漠化分級參照系，對所述土地利用數據和所述巖性數據進行多因子空間疊置，獲取并剔除所述待劃分區域內的非喀斯特石漠化區域和不發生石漠化區域，獲得喀斯特石漠化待分級區域，生成喀斯特石漠化分級參照系；

根據所述喀斯特石漠化分級參照系對所述遙感產品數據進行標準化處理，生成喀斯特石漠化分級的標準化遙感指標；