[发明专利]一种基于时序遥感观测数据的人工林种植时间自动检测方法

说明书

本发明公开了一种基于时序遥感观测数据的人工林种植时间自动检测方法，包括1)遥感影像获取；2)影像预处理；3)人工林种植范围提取；4)人工林种植时间信息提取.本发明依据种植人工林时植被指数变化特征，建立综合考虑植被光谱变化特征且通过时序数据处理与子空间变化探测的人工林种植时间的方法，提升人工林种植时间探测的科学性和可靠性，该方法结合平滑、条件设置等操作来减少异常值和外界因素的影响，提升算法针对干扰的鲁棒性。

技术领域

本发明属于遥感数据检测领域，具体涉及一种基于时序遥感观测数据的人工林种植时间自动检测方法的。

背景技术

人工林是指采用人工播种、栽植或扦插等方法和技术措施营造培育而成的森林，通常使用培育好的树种幼苗进行移植，按用途分为人工用材林、人工薪炭林、人工经济林、人工防护林等，种植人工林在治理水土流失、防治沙漠化、木材采伐良性循环等方面具有重要意义。人工林种植区域在植被对环境影响的研究中需要考核植被生长前后的周边环境变化，因此，精确的人工林种植时空分布信息是人工林种植情况多维表达的基础，也是人工林对环境影响研究的关键因素。

我国的人工林种植面积居于世界首位，但种植人工林的记录手段比较缺乏，大部分仅依靠“行政单位+面积+年份”的记录模式。目前，随着遥感技术长时间的发展已经积累了大量的时序影像资料，然而，利用遥感影像对大面积人工林种植时空分布的探测方法研究相对较少，目前已有的技术通过对植被的生物量进行年龄估计，或针对种植人工林时的时序植被指数特征的研究需要先验数据且易受环境等因素的干扰，不具有适用性且精度较低。

传统方法中针对经济型人工林重构时间序列归一化植被指数NDVI；通过高分辨率影像分类识别小区域尺度人工林获取其空间分布；再利用初始种植时间和初始砍伐时间来获取其间差值，通过差值来迭代获取每一次砍伐后种植的时间以获取时间分布；融合空间分布与时间分布来获得人工林的时空分布。其缺点在于：①仅适用于经济林的种植时间判断，不适用于所有类型的人工林；②判断方法需要砍伐间隔的先验数据；③小区域砍伐的间隔可能有不同，不具有科学性。

或者通过分类算法获取人工林的空间分布，利用已有的森林扰动算法进行时序植被指数的突变点探测，以探测人工林区域的时序植被指数突变时间；其缺点在于：①需要对算法设计一系列的控制参数和滤波过程来防止过拟合现象，同时还需要对不同地区的植被生长情况进行人为的参数调整，鲁棒性较差；②森林扰动算法探测所有的扰动点，不单纯地针对人工林的种植时间时序植被指数特征，因此需要一种基于时序遥感观测数据的人工林种植时间自动检测方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于时序遥感观测数据的人工林种植时间自动检测方法，针对现有人工林种植时间的反演技术的局限性，提出了一种新的基于时序遥感数据的突变探测方法来对人工林种植时间进行精确自动提取。

本发明包括以下步骤：

(1)获取遥感影像；

(2)对所述遥感影像进行预处理；

(3)对所述遥感影像进行人工林种植范围提取；

(4)在所述遥感影像的人工林种植范围进一步进行人工林种植时间信息提取；

(5)在所述时间信息提取中选择突变点并优化所述突变点的精度以输出种植时间点。

进一步地，所述人工林种植范围提取包括：

①选择训练样本及配置分类指数；