[发明专利]基于数字高程模型的植被反演的方法

说明书

一种基于数字高程模型的植被反演的方法，以激光雷达为手段获取植被信息，并在此基础上建立植被信息的数值模型以及反演数值模型，从而反演植被生物量；所述判定基于数字高程模型的植被反演的步骤如下：获取点云数据；激光点云数据的处理；标准化点云直接插值获CHM；分水岭法进行草木分割；建立生物量反演模型；反演植被生物量。该方法考虑到激光雷达在遥感技术中的潜力，选用最优的算法和参数设置，提高了判定指数的精度。

技术领域

本发明涉及激光雷达应用技术领域，特别是一种基于数字高程模型的植被反演的方法。

背景技术

植被是覆盖地标的植物群落，在土壤形成上有着重要的作用，植物生物量是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质总量。

遥感测量植被的生物量具有大面积同步观测时效性、周期性、数据综合性和可比性、约束性、经济社会效益等优势，将三维激光雷达数据运用于检测植被的生态参数，作为现有的监测数据的补充测量手段，则可以充分发挥遥感测量的优势，对于生态保护也有指导意义。

激光雷达(light detection and ranging，LiDAR)技术是获取精度较高数字高程模型的常见手段，它属于主动遥感技术，具有精度高、灵活性好、受天气因素影响小等优势；激光雷达技术通过主动发射激光束，接收从地面反射回探测器的光波，计算出探测器与目标之间的距离，通过激光雷达获取到的数字高程进行遥感场景的分类、识别等任务时，能够很好地辨别出地物的差异，尤其是在分辨建筑物与地面、树木与草地等任务中起到很好的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够克服传统植被指数模型法对不同形态的植被之间缺乏的一致性和稳定性的缺点,并且进一步提高植被生物量估算精度的基于数字高程模型的植被反演的方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种基于数字高程模型的植被反演的方法，该方法以激光雷达为手段获取植被信息，并在此基础上建立植被信息的数值模型以及反演数值模型，从而反演植被生物量。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的基于数字高程模型的植被反演的方法，该方法的具体步骤如下：

(1)通过激光雷达扫描植被获取激光点云数据；

(2)对获取的激光点云数据进行处理，获取标准化点云；

(3)对标准化点云进行直接插值得到CHM；

(4)采用分水岭法对标准化点云进行单木分割；

(5)建立地上生物量反演模型；

(6)植被生物量的反演。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的基于数字高程模型的植被反演的方法，步骤(2)中对激光点云数据的处理包括

(2.1)点云数据的配准；

(2.2)利用CSF算法获得DEM；

X代表“布料”中的粒子在t时刻的位置，Fext(X，t)代表外部驱动因素，Fint(X，t)代表内部驱动因素；

m为粒子的重量，设为1；Δt为时间步长，G为常数；

(2.3)分类出地面点云，计算标准化植被点云。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的基于数字高程模型的植被反演的方法，步骤(3)中标准化点云直接插值获CHM的方法为：