[发明专利]基于多源遥感数据融合的陆生植物生态环境监测方法

说明书

本发明涉及生态环境监测领域，公开了一种基于多源遥感数据融合的陆生植物生态环境监测方法，用以更加高效地实现目标区域植被类型的识别、分类和动态监测。本发明以无人机对目标区域垂直拍摄，并生成无人机遥感三维建模；再通过卫星遥感获取目标区域的光谱遥感影像，将卫星遥感影像与无人机遥感三维建模生成的模型进行融合；再对融合后的影像进行计算和分割；再确定参与面向对象分类的特征参数指标，并对监测的植被类型分类和提取；再构建混淆矩阵，利用混淆矩阵对分类精度进行评价，之后提取各类植被的面积大小和分布情况；最后对两期的分类结果进行叠加对比分析，计算出不同植被类型的动态变化范围和面积。本发明适用于陆生植物生态环境监测。

技术领域

本发明涉及生态环境监测领域，特别涉及基于多源遥感数据融合的陆生植物生态环境监测方法。

背景技术

目前，我国生态环境监测网络存在范围和要素覆盖不全，建设规划、标准规范与信息发布不统一，信息化水平和共享程度不高，监测与监管结合不紧密，监测数据质量有待提高等突出问题，难以满足生态文明建设需要，影响了监测的科学性、权威性和政府公信力，必须加快推进生态环境监测网络建设。

同时随着近年来，无人机系统向民用化、小型化、模块化发展，使其操作更加简便、稳定性更高、可定制程度更高，大部分机型均已达到了工业应用的标准。同时，无人机低空遥感较卫星遥感拥有更高的空间分辨率，更灵活的作业时间，更丰富的产品成果，更高效的数据处理流程，受大气影响较小，具有良好的应用前景。另一方面，计算机软硬件技术的飞速发展，在无人机系统发展和市场需求的带动下，功能强大的图形和数据处理软件层出不穷，在航拍影像数据处理方面有了长足的进步，使得大规模图像数据的快速处理、提取和应用成为可能。

本发明基于无人机低空遥感影像和卫星影像的数据融合，运用面向对象分类方法对研究区植被进行识别和分类，充分挖掘无人机高分辨率影像和卫星多光谱影像对植被的识别、分类的潜力，进一步拓展无人机低空遥感技术在陆生植物生态监测方面的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于多源遥感数据融合的陆生植物生态环境监测方法，用以更加高效地实现目标区域植被类型的识别、分类和动态监测。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于多源遥感数据融合的陆生植物生态环境监测方法，包括如下步骤：

步骤1、以无人机搭载可见光相机对目标区域陆生植物进行垂直拍摄，拍摄的影像须具有一定的重叠度；

步骤2、对监测目标区域获取的不同角度、高程的多幅原始影像照片进行坐标系配准、区域整体平差和多视角影像密集匹配；

步骤3、对匹配后的影像进行图像点云数据提取；

步骤4、根据图像点云数据生成TIN三角网，再进行纹理贴图，从而实现待检测区域的三维模型重建，生成待检测区域的DSM数字表面模型；

步骤5、通过卫星遥感获取跟无人机航拍时间相对应的目标区域的光谱遥感影像；

步骤6、对获取的目标区域的光谱遥感影像进行预处理；

步骤7、将预处理后的卫星遥感影像与无人机遥感三维建模生成的DSM数字表面模型进行波段和影像融合，在保留影像光谱波段和信息的同时，提高影像的空间分辨率，增加影像的高层数据波段；

步骤8、对融合后的影像进行自动计算和分割，输出最优分割尺度；

步骤9、按照实际陆生植物生态环境监测的要求和原则，综合光谱信息、影像纹理、图形结构和高层数据对输出的最优分割尺度进行微调和修正，得出适合目标区域陆生植物生态环境监测实际最优的分割尺度；

步骤10、依据陆生植物生态环境监测植被分类的类型，结合光谱信息、影像纹理、形状结构和高层数据信息，确定参与面向对象分类的特征参数指标；