[發明專利]一種火后森林砍伐分布識別的制圖方法及裝置

有效

• 申請號: 202211296896.3
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115601596B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 許爾琪;李科為
• 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: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06V20/13;G06V10/28;G06V10/36
• 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

本發明公開了一種火后森林砍伐分布識別的制圖方法及裝置，通過對目標區域遙感影像數據進行影像合成，得到長時間序列年度無云最優影像；對長時間序列年度無云最優影像進行像元篩選，得到成熟森林像元，同時對成熟森林像元的穗帽變換亮度指數和穗帽變換濕度指數進行標準化處理，計算森林擾動指數，有效解決了森林擾動特征判別依據不足的難點；通過設置發生砍伐森林擾動指數閾值，根據發生砍伐森林擾動指數閾值和森林擾動指數，逐年對過火森林區域中每個像元進行分類，能有效識別火后的森林砍伐行為，生成火后森林砍伐時空分布圖像，能為森林管理者提供更準確的火后森林動態信息。

技術領域

本發明涉及遙感制圖技術領域，特別是涉及一種火后森林砍伐分布識別的制圖方法及裝置。

背景技術

森林作為地球上最主要的陸地生態系統之一，是陸地碳匯的主體，儲存了陸地生態系統中約45％的碳，提供了調節氣候、保護生物多樣性、涵養水源等重要的生態系統服務。由于氣候變化和人類活動的影響，森林受到自然和人為擾動的嚴重程度、頻率和擾動范圍顯著增加，可能導致森林生態系統出現不可逆的退化，嚴重影響森林提供生態系統服務的能力和可持續發展。作為森林生態系統的固有屬性之一，火災和森林砍伐構成了森林生態系統的主要擾動類型，以相對離散的方式改變了森林生態系統組成、結構和功能。基于遙感的森林擾動制圖已經成為長時間序列森林動態監測的重要手段，準確識別森林擾動的動態，對了解森林生態系統的現狀和長期發展趨勢具有重要的意義。

目前常見的森林砍伐識別方法主要包括分類后比較法、指數差分法和時間序列分析法。然而，已有的研究不能很好的區分砍伐與其他擾動類型，在連續多種森林擾動發生時，最初的火災會顯著減低森林冠層的反射率，從而使隨后的森林砍伐難以從中區分，尤其是當兩種擾動連續快速發生時，光譜混淆的可能性越高，上述方法在遙感識別上存在較大的難度。

鑒于目前缺乏檢測火后森林砍伐的有效方法，火后的森林砍伐行為將會進一步破壞生物遺產，改變森林恢復的初始狀態，進而影響森林演替的方向和速度，從而導致對森林植被恢復成效評估和后續的森林管理產生偏差。因此，迫切需要提出一種用于檢測火后森林砍伐的制圖方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種火后森林砍伐分布識別的制圖方法及裝置，減少火災和砍伐等森林擾動因子對遙感識別的影響，提高對火后森林砍伐行為識別的準確性。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種火后森林砍伐分布識別的制圖方法及裝置，包括：

獲取并基于目標區域的遙感影像數據，計算所述遙感影像數據對應的燃燒指數、穗帽變換亮度指數和穗帽變換濕度指數；

設置影像合成的起始日期范圍，獲取多個年份中所述起始日期范圍內的所有目標區域遙感影像，并對所述所有目標區域遙感影像進行影像合成，得到長時間序列年度無云最優影像；

基于預設的燃燒指數閾值和差分燃燒指數閾值，從所述長時間序列年度無云最優影像中提取出未過火森林區域和過火森林區域，對所述未過火森林區域進行像元篩選，得到所述長時間序列年度無云最優影像中的成熟森林像元；

逐年獲取并基于所述成熟森林像元的穗帽變換亮度指數和穗帽變換濕度指數對應的均值及標準差，計算不同年份中所述過火森林區域中每個像元對應的標準穗帽變換亮度指數和標準穗帽變換濕度指數，并根據所述標準穗帽變換亮度指數和所述標準穗帽變換濕度指數，得到所述過火森林區域中每個像元對應的森林擾動指數；

獲取火后未砍伐樣區和火后砍伐樣區，對所述火后未砍伐樣區和所述火后砍伐樣區進行分層隨機抽樣處理，得到火后未砍伐樣區樣本像元和火后砍伐樣區樣本像元，計算并基于每個火后未砍伐樣區樣本像元和每個火后砍伐樣區樣本像元對應的樣本森林擾動指數，設置發生砍伐森林擾動指數閾值；

根據所述森林擾動指數和所述發生砍伐森林擾動指數閾值，逐年對所述過火森林區域中每個像元進行分類，得到不同年份對應的初始火后砍伐森林區域，并生成初始火后森林砍伐時空分布圖像。