[发明专利]一种基于遥感的草地植被覆盖度估算及预测方法在审

专利信息
申请号: 202111483518.1 申请日: 2021-12-07
公开(公告)号: CN114297578A 公开(公告)日: 2022-04-08
发明(设计)人: 马蓉;夏春林;神祥金;张佳琦;吕宪国 申请(专利权)人: 辽宁工程技术大学;中国科学院东北地理与农业生态研究所
主分类号: G06F17/18 分类号: G06F17/18;G06Q50/26
代理公司: 哈尔滨市文洋专利代理事务所(普通合伙) 23210 代理人: 何强
地址: 123000*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 遥感 草地 植被 覆盖 估算 预测 方法
【说明书】:

一种基于遥感的草地植被覆盖度估算及预测方法,涉及一种利用遥感与气象数据估算并预测草地植被覆盖度的方法。为解决现有草地植被覆盖度观测方法周期长成本高且无法准确预测未来草地植被覆盖度的问题。步骤:获取并预处理遥感及气象数据集;对历史观测气象数据集进行空间插值处理;提取未变化草地植被分布作为研究区;利用像元二分模型计算逐像元的草地植被覆盖度;提取研究区内逐像元的草地植被覆盖度及气象要素值;利用多元逐步回归构建出气候变化影响下的草地植被覆盖度估算模型;结合未来气候变化情景下的气象数据预测未来草地植被覆盖度。本发明利用了遥感数据易获取、空间尺度大的特点,为草地植被覆盖度估算及预测提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及一种基于遥感的草地植被覆盖度估算及预测方法,特别是涉及一种在气候变化影响下,利用遥感数据与历史地面观测气象数据构建逐像元的草地植被覆盖度估算模型来估算草地植被覆盖度,并结合未来气候变化情景下气象数据,预测未来区域草地植被覆盖度的方法。

背景技术

草地是地球上分布面积最大的陆地生态系统之一,能有效减少水土流失、防风固沙、阻止土壤盐渍化。植被是陆地生态系统的重要组成部分,不仅能在一定程度上代表土地覆盖的变化,而且在维护生态系统功能、保护生物多样性以及平衡地表能量方面具有重要作用。草地植被作为自然界中最重要的绿色生态屏障,对于准确评估区域生态系统功能和科学制定区域可持续发展政策方面具有重要的指导意义。

植被(包括叶、茎、枝)在地面的垂直投影面积占统计区域总面积的百分比称为植被覆盖度。作为衡量生态环境状况的重要指标,植被覆盖度常用于植被与气候变化以及水土保持评估等方面研究,对于准确评价区域生态环境等方面具有重要意义。目前,关于植被覆盖度估算方法主要分为实地测量法和遥感估算法。第一种实地测量法,缺点在于只适合用于尺度较小的区域且很难进行长时间监测;而对于尺度较大的研究范围地面测量的工作量过大,一般就采用第二种遥感估算法。但是遥感估算法的缺点在于采用像元二分模型估算植被覆盖度时,在没有实测数据的情况下,需选取研究范围内区完全裸露无植被覆盖像元的NDVI值(NDVIsoil)以及纯植被像元的NDVI值(NDVIveg)进行计算。以往研究方法多选取像元累积95%、98%和5%、2%的值分别作为NDVIveg和NDVIsoil,估算结果易产生误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有关于草地植被覆盖度观测方法周期长、成本高,无法快速准确地估算及预测未来区域草地植被覆盖度的技术问题,提供了一种基于遥感的草地植被覆盖度估算及预测方法。

一种基于遥感的草地植被覆盖度估算及预测方法按照以下步骤进行:

步骤一、获取一定时间段内覆盖研究区域的逐旬归一化植被指数NDVI数据集、历史地面观测气象数据集、未来气候变化情景下气象数据集以及两期土地利用/覆被数据集,并对数据进行预处理;

步骤二:利用最大值合成法将逐旬归一化植被指数NDVI数据集合成为逐月NDVI数据集,并利用算术平均法计算得到一定时间段内多年平均生长季NDVI值;

步骤三:采用普通克里格插值法,将历史地面观测气象数据集进行空间插值处理,并重采样,提取与逐旬归一化植被指数NDVI数据集相同分辨率和投影的长时间序列气象要素数据集;

步骤四、根据两期土地利用/覆被数据,提取一定时间段内未变化的草地分布作为草地分布区,并提取出草地分布区内多年平均生长季NDVI≥0.1的像元分布,即未变化的草地植被分布作为研究区范围;

步骤五、利用研究区范围裁切逐旬归一化植被指数NDVI数据集,并提取出逐像元的逐旬NDVI值,利用算术平均法计算得到逐像元的多年平均逐旬NDVI值;

步骤六、将草地分布区内所有像元的逐旬NDVI值按升序排序,并利用算术平均法分别计算得到像元累积2%~5%的逐旬NDVI平均值以及像元累积95%~98%的逐旬NDVI平均值;

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