[發(fā)明專利]干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被恢復程度的雷達遙感監(jiān)測評估方法及裝置

在審

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• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116224272A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 吳偉成;李文靜;周翠敏;李媛;柯欣欣;何業(yè)成;宋意飛;宋英旭
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/86;G01S13/88;G01N21/84
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

本申請涉及一種干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被恢復程度的雷達遙感監(jiān)測評估方法及裝置，它包括數(shù)據(jù)獲取模塊、特征計算模塊、指數(shù)計算模塊和指數(shù)表征模塊；通過獲取目標地區(qū)的目標矢量數(shù)據(jù)以及各種有關的生物物理指標柵格數(shù)據(jù)，確定目標地區(qū)內(nèi)在同一時間內(nèi)不同植被類型的生物物理指標變化軌跡特征；計算新雷達植被監(jiān)測指數(shù)，并獲得用于表征目標地區(qū)治理成效和植被監(jiān)測的柵格值，以所述柵格值作為目標地區(qū)植被恢復程度的評價指標。本發(fā)明可解決合成孔徑雷達在干旱地區(qū)植被監(jiān)測以及治理成效評估中尚未有合理的雷達植被指數(shù)應用的問題，以便于相關人員在干旱或沙漠地區(qū)進行快速全天候的區(qū)域植被資源監(jiān)測、環(huán)境保護以及治理情況評估，節(jié)省人力和物力。

技術領域

本申請涉及地表資源監(jiān)測技術領域，具體涉及一種干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被恢復程度的雷達遙感監(jiān)測評估方法及裝置。

背景技術

自然資源是指自然界中人類可以直接獲得用于生產(chǎn)和生活的物質(zhì)。生物、水、土地資源等，能在較短時間內(nèi)再生產(chǎn)出來或循環(huán)再現(xiàn)被視為可更新資源。然而，再生資源的更新和恢復需要一定量的時間，而生態(tài)脆弱區(qū)域的植被資源的破壞，將需要耗費大量的人力物力來遏制這種趨勢，因此及時監(jiān)測干旱或沙漠地區(qū)的土地利用情況和植被覆蓋情況是有效的保護干旱區(qū)環(huán)境，并實現(xiàn)自然資源可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

沙漠地區(qū)作為干旱區(qū)的典型代表，其區(qū)域內(nèi)的植被對于防風固沙、控制沙塵暴的肆虐，防止沙漠邊緣地區(qū)人類活動范圍的農(nóng)田不受到沙塵侵蝕有著重要意義。毛烏素沙漠地區(qū)具有形成的歷史長、自然氣候干燥少雨等特點，而自上世紀六十年代以來，人類活動加速了區(qū)域內(nèi)植被的退化速度，使得沙化面積增大、揚塵天氣增加等一系列生態(tài)環(huán)境問題。為此國家在1990后在毛烏素沙漠實施了一系列環(huán)境保護政策并采取生態(tài)修復技術方法，進行區(qū)域生態(tài)治理和修復植被工作。隨著一系列實施措施的推行，大量人力物力的投入，治理面積不斷擴大，治理效果不斷顯現(xiàn)。然而，目前對于區(qū)域的治理成效的評估，除了查看區(qū)域的植被覆蓋面積外，對于植被類型的監(jiān)測仍然需要人力去實地檢驗。為此，準確了解區(qū)域植被覆蓋程度以及植被類型進而了解區(qū)域的植被現(xiàn)狀和治理成效是進一步查漏補缺采取下一步措施的重要基礎。

傳統(tǒng)干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被恢復程度的遙感監(jiān)測方法主要為以下幾種：

第一種為專題指數(shù)反演法，以光學遙感數(shù)據(jù)源為主，其研究發(fā)展路徑主要分為兩種：(1)借助可見光和紅外波段對植被葉綠素的敏感性(藍、紅光吸收，綠、近紅外反射)來進行監(jiān)測的，這實質(zhì)是對植被冠層的監(jiān)測，以基于比值為主如標準化差異植被指數(shù)NDVI、土壤校正植被指數(shù)SAVI、強化植被指數(shù)EVI、簡單比率植被指數(shù)SR和歸一化差異植被指數(shù)GDVI等；(2)根據(jù)不同地類的分布特征對影像進行線性變換，如K-T變換，即穗帽變換。然而光學遙感的波長較短，難以穿透云雨地區(qū)，無法進行全天候區(qū)域監(jiān)測。

第二種為分類法，通過人力進行實地測量與調(diào)查，對監(jiān)測區(qū)域的土壤、植被修復情況進行實地測量，掌握治理情況，并利用光學遙感等數(shù)據(jù)源進行土地利用類型分類。然而這種方法需要花費大量人力和物力資源，不適合大范圍的監(jiān)測和評價并且這種方式同樣也受限于光學遙感的缺點。

綜上所述，傳統(tǒng)的干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被恢復程度的遙感監(jiān)測評估方法的缺陷，不利于相關人員開展資源開發(fā)的環(huán)境保護和區(qū)域治理評估工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服光學遙感難以穿透云雨地區(qū)、無法實現(xiàn)全天候的區(qū)域監(jiān)測的缺陷，開發(fā)一種干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被及恢復程度的雷達遙感監(jiān)測評估方法及裝置，以便于相關人員在干旱或沙漠地區(qū)進行快速全天候的區(qū)域植被資源監(jiān)測、環(huán)境保護以及治理情況評估，節(jié)省人力和物力。

本發(fā)明采取的第一種技術方案是：一種干旱地區(qū)或沙漠地區(qū)植被恢復程度的雷達遙感監(jiān)測評估方法，包括如下步驟：

S1：獲取干旱或沙漠地區(qū)的目標矢量數(shù)據(jù)以及光學和雷達影像生成的各種有關的生物物理指標柵格數(shù)據(jù)；其中，所述目標矢量數(shù)據(jù)為目標區(qū)范圍矢量化后的數(shù)據(jù)，所述生物物理指標柵格數(shù)據(jù)包括影像生成的光學植被指數(shù)和雷達非植被指數(shù)；