[发明专利]一种提取植被排放甲烷量的方法

权利要求书

1.一种提取植被排放甲烷量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、获取原始SAR图像

在同一监测点，通过星载SAR获取被监测区域中植被生长的四个周期图像，即并标记为原始SAR图像；其中，Iⁱ表示第i个周期时获取的原始SAR图像，该图像包括四个极化化图像即P＝HH,HV,VH,VV四个极化图像；

(2)、图像预处理

对原始SAR图像依次进行配准和滤波，得到基准SAR图像，即其中，I^i'表示第i幅原始SAR图像Iⁱ经图像预处理后的基准SAR图像；

(3)、通过分类算法提取基准SAR图像中的植被区域A_plt和非植被区域A_nonplt；

(4)、获取基准SAR图像的后向散射系数

设像元点Q_xy＝{(x,y)∈A_plt}，(x,y)表示该像元点的坐标；将像元点Q_xy在四个基准SAR图像I^i′的灰度值转换为后向散射系数其中，第i个基准SAR图像I^i′的植被区域内第i个像元点的后向散射系数为σi*={{σi*(HH)j,σi*(HV)j,σi*(VH)j,σi*(VV)j},j∈Aplt};]]>

(5)、利用陆基散射计测量后向散射系数

在同一监测点，在获取原始SAR图像的同时，利用陆基散射计测量被监测区域中植被的后向散射系数，从而得到四组后向散射系数，标记为σ′_i(P)，P＝HH,HV,HV,VV；

(6)、反演下垫面参数

根据陆基散射计测量的后向散射系数σ′_i(P)和下垫面模型计算出下垫面参数D＝{Dⁱ,i＝1,2,3,4}，其中，i是陆基散射计测量的时间序号，为第i次测量时的植被生物量，LAIⁱ为第i次测量时的植被的叶面积指数，为第i次测量时的水深度，其计算公式如下：

WBiomassi=a1(σi′(HH)+σi′(VV))+b1(σi′(HH)-σi′(VV))+c1(σi′(HV)+σi′(VH))+d1LAIi=a2(σi′(HH)+σi′(VV))+b2(σi′(HH)-σi′(VV))+c2(σi′(HV)+σi′(VH))+d2CWateri=a3(σi′(HH)+σi′(VV))+b3(σi′(HH)-σi′(VV))+c3(σi′(HV)+σi′(VH))+d3]]>

其中，a₁，a₂，a₃，b₁，b₂，b₃，c₁，c₂，c₃和d₁，d₂，d₃均为常数；

(7)、获取甲烷排放模型

利用步骤(6)中反演出的下垫面参数D＝{Dⁱ,i＝1,2,3,4}和实际甲烷排放的点测量结果，得到甲烷排放模型R；

R＝aW_Biomass+bLAI+cC_Water+d

其中，a,b,c,d为常数；

(8)、提取植被排放甲烷量

(8.1)、根据(4)中的植被区域提取出的后向散射系数以及甲烷排放模型，分别对四个基准SAR图像I^i′的植被区域A_plt内的像元点Q_xy进行遍历，得到每个生长周期时甲烷的排放量结果Rⁱ；

RiAplt=Σ(x,y)∈ApltRiQxy=a0(σi*(HH)xy)-b0(σi*(HV)xy)(σi*(VV)xy)+c0(σi*(HV)xy)+d0]]>

其中，为第i个生长周期时植被区域内所有像元点的甲烷排放量，为第i个生长周期时像元点Q_xy的甲烷排放值，a₀,b₀,c₀,d₀为常数；

(8.2)、计算植被的甲烷总排放量

R=Σi=14RiAplt*T]]>

其中，T指第i次排放量测量时对应植被生长期的天数。

2.根据权利要求1所述的提取植被排放甲烷量的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，提取基准SAR图像中的植被区域A_plt和非植被区域A_nonplt的方法为：

(2.1)、先从四幅基准SAR图像中任意选取三幅基准SAR图像，再将选取的基准SAR图像的HH极化图像通过彩色合成方法组合为一幅RGB彩色图像I_RGB；

(2.2)、通过监督分类方法对图像I_RGB进行地物分类

(2.2.1)、人工选取N个代表不同地物类别的样本，构成样本图像S；

(2.2.2)、根据样本图像S，利用ENVI软件中的支持向量机(SVM)分类算法，将样本图像S中的地物分为四个类型：植被区、水域、城镇和居民区、其它区域，并将植被区标记为A_plt，将水域、城镇和居民区、其它区域标记为植被区A_nonplt；

(3.2.3)、根据样本图像S中地物的区域分类结果，将图像I_RGB分类为植被区A_plt和非植被区A_nonplt。