[发明专利]用于监视树木生长的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及森林管理系统，并且特别涉及用于检测呈现出异常生长的林分的系统。

背景技术

林地的管理者负责管理在广袤地理面积上伸展的林分的生长和采伐。为了管理林分，管理者需要获知如下的事情，诸如，何时林分需要施肥、何时林分已经受到诸如风暴和雪崩等自然灾害的影响、或者何时受到害虫或者疾病的感染。因为森林管理涉及的区域太大，所以采用常规方法来对区域中的每个林分进行物理检查通常在成本上是不可行的。因此，需要一种系统，其能够使用远程收集的数据，来提醒森林管理者林分可能需要物理检查和/或主动管理。

发明内容

为了解决这些和其他的问题，本发明涉及一种使用远程收集的数据，对呈现出异常生长的林分进行识别的系统和方法。计算机系统接收包括许多林分的关注区域的至少两个图像。所述图像包括关注区域的先前图像和当前图像的红色和近红外像素数据。在一个实施例中，林分区域的边界重叠在图像上，并且确定在每个林分的区域中的像素的平均红色和红外数据值。根据平均红色和近红外值，计算每个林分的区域的植被指数(VI)值。确定根据先前图像为林分区域计算的VI值和根据当前图像计算的VI值之间的关系。将根据当前图像为林分区域计算的VI值与根据所述关系确定的相同林分的预测VI值进行比较。将具有计算和预测VI值之间的足够大差值的那些林分标记为表现出可能的异常生长率的林分。

在另一实施例中，本公开涉及存储有一系列指令的计算机存储介质，所述指令可以由计算机执行来实现下述方法：通过在存储器中存储关注区域的第一图像和第二图像来识别关注区域中表现出非预期生长的林分，其中，所述第一和第二图像包括近红外和红色可视光像素数据。所述指令包括下述指令：把第一图像和第二图像中的像素划分到与多个林分相关的组，以及确定第一图像和第二图像中与每一林分相关的像素组的植被指数值。所述指令还包括如下的指令：计算根据第一图像确定的VI值和根据第二图像确定的VI值之间的关系；把所确定的第一图像中与林分相关的像素组的VI值与通过所计算的关系确定的相同林分的预测VI值做比较以确定差值；以及使用所述差值来识别表现出非预期生长的关注区域中的林分。

提供上述概述以用简化的形式介绍将在具体实施方式部分中详细描述的概念。该概述无意标识所要求保护的主题的关键特征，也无意用来帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

结合附图，通过参考以下的详细说明，将更好地理解所公开的技术的上述方面和很多伴随的优点，并且因此能够更容易地理解本发明的上述方面和伴随的优点，在附图中：

图1示出了根据本公开的能够实施用于监视树木生长的系统的计算机系统的一个实施例；

图2示出了关注区域的时间间隔的图像对，和根据每个图像计算的植被指数的比较；

图3示出了用于监视树木生长的根据本公开的一个实施例执行的步骤；以及

图4示出预测植被指数值和计算的植被指数值之间差的曲线图。

具体实施方式

如上所述，本公开的主题涉及用于远程监视分散在所关注的地理区域的多个林分的树木生长的系统和方法。通常，森林管理者把林区内的树木划分或者分类到若干林分。这些林分通常被定义为包括同质树木的组，即，相同种类的树木、相同树龄的树木、在相同土壤类型中生长的树木等。替代地，可以按照诸如特定山坡上的树木或者由同一个人或者公司拥有的树木等等的法律或者地理边界来定义林分。

森林管理者的一个任务是决定哪些林分需要检查和主动管理。主动管理可以包括诸如施肥、处理害虫或者疾病、间伐或者采伐的任务。如上所述，主动管理的大多数森林分散在广阔的地理区域中，使得采用常规方法来对每个林分进行物理检查变得花费太大或者变得不现实。因此，森林管理者必须常常在不实际检查每个林分的情况下决定如何来管理各种林分。

管理林分的一个常用方法是使用远程获得的森林的图像，诸如卫星或者航拍图像。可以对这样图像进行分析以检测森林遮蔽的变化，其可以指示诸如风暴、山崩、雪崩等的自然灾害、或者害虫或者疾病的存在。虽然使用卫星或者航拍图像减小了物理检查地点的需求，但是这样的图像没有提供可给出与图像中包括的其他林分相比的特定林分的生长情况如何的信息。对于森林管理者而言有用的是，能够识别没有如预期那样生长的林分，从而可以做出在何处应用资源来改进林分的健康，或者对树木进行采伐的决定。