[发明专利]基于中分辨率影像的森林冠层光谱季相变化监测方法

说明书

本发明公开了一种基于中分辨率影像的森林冠层光谱季相变化监测方法，包括：将同一林分划分为多个相同大小的子区域，并随机选取一定数量的子区域，作为样本区域；获取样本区域多年的遥感影像数据，作为样本数据；对样本数据进行预处理；提取预处理后的样本数据中的光谱信息，并基于光谱信息分别计算森林冠层在多年中各个影像拍摄日期的归一化植被指数；将森林冠层多年中各个影像拍摄日期的归一化植被指数叠加至一年；引入逻辑斯蒂曲线，并对其进行改进；利用改进后的逻辑斯蒂曲线将叠加至一年的归一化植被指数进行拟合，得到森林冠层光谱的季相变化曲线。本发明能够利用时序数据对不同林种进行对比分析、解译和反演，利用季相变化曲线有利于掌握森林变化节律。

技术领域

本发明涉及遥感监测技术领域，更具体的说是涉及一种基于中分辨率影像的森林冠层光谱季相变化监测方法。

背景技术

森林每年随季节变化而出现形态和生理机能的规律性变化，该变化在一定程度上通过其光谱特征有规律地展现。准确地掌握森林冠层光谱特征随季节变化的规律不仅是遥感解译的关键，也为树种识别、动态监测和生化参数反演提供理论基础。

传统的监测方法多利用MODIS、NOAA/AVHRR、SPOT-VGT等数据源的时序NDVI数据，但是由于空间分辨率较低(高于250m)，多用于大尺度的监测，对于中、小尺度的监测仍有较大的局限性。而Landsat(分辨率30m)等中分辨率影像缺少时序数据，数据获取需要对大量影像进行处理，所需时间较长，且一年内数据量较少，难以满足季相变化监测的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于中分辨率影像的森林冠层光谱季相变化监测方法，能够获得中分辨率影像的时序数据，利用时序数据对不同林种进行对比分析、解译和反演，拟合的季相变化曲线有利于认识森林的变化特性与地面光谱间的关系，掌握森林变化节律。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于中分辨率影像的森林冠层光谱季相变化监测方法，包括：

将同一林分划分为多个相同大小的子区域，并随机选取一定数量的所述子区域，作为样本区域；

获取所述样本区域多年的遥感影像数据，作为样本数据；

对所述样本数据进行预处理；

提取预处理后的所述样本数据中的光谱信息，并基于所述光谱信息分别计算森林冠层在多年中各个影像拍摄日期的归一化植被指数；

将森林冠层多年中各个影像拍摄日期的归一化植被指数叠加至一年；

引入逻辑斯蒂曲线，并对其进行改进；

利用改进后的所述逻辑斯蒂曲线将叠加至一年的所述归一化植被指数进行拟合，得到森林冠层光谱的季相变化曲线。

优选的，所述遥感影像数据是基于Landsat卫星获得的中分辨率影像，且其空间分辨率为30m。

优选的，利用Google Earth Engine对所述样本数据进行提取及预处理。

优选的，所述对所述样本数据进行预处理，包括：

选择所述样本数据中在同一时期成像质量最佳的遥感影像；

对所选的所有所述遥感影像进行云层检测，并剔除被云和云影覆盖的遥感影像；

对进行云层检测后的所述遥感影像进行裁剪。

优选的，所述光谱信息为红波段、绿波段、蓝波段和近红外波段的反射值。

优选的，所述归一化植被指数的计算公式为：