[发明专利]一种基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演方法，采用数表法计算样地森林蓄积量实测值；在对遥感数据进行预处理的基础上，提取影像不同窗口全色纹理特征和多光谱植被指数特征；将影像特征分别与蓄积量实测值进行相关性分析，选取相关性显著的影像特征作为模型变量因子；根据地形数据提取样地地形因子；最后将蓄积量实测值和影像纹理特征、光谱特征及地形因子变量进行多元统计回归，构建基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演模型。还公开了一种基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演系统。本发明充分发挥了国产高分卫星遥感数据反演森林蓄积量的优势，进一步提高了森林蓄积量反演的精度。

技术领域

本发明涉及森林蓄积量反演领域，具体是一种基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演方法及系统。

背景技术

近年来，中国的森林资源监测正在向大范围、大尺度、短周期方向发展，传统的森林资源监测手段以人工外业调查为主，费时费力，不利于大尺度或大范围的获取，已难以适应新形势下林业生产和生态建设的需求。遥感技术近年来由于具有监测范围很广、数据采集十分快速，并且能节约成本等优点，现在已经被广泛应用于森林组成研究和林分参数的快速提取中，为森林资源的动态监测提供了十分强大的技术支撑，为森林经营管理提供了新的技术手段。

遥感反演模型是描述像元的观测量与地表实用参数之间的定量关系模型。利用遥感影像数据与林分参数间较强的相关性反演林分参数一直是近年来的研究热点，大部分都取得了较好的研究效果。目前，这些研究主要集中于利用遥感数据的纹理特征、光谱特征和光谱衍生植被指数等反演林分参数。然而由于地形起伏、树冠阴影等问题会严重影响遥感影像的各种定量分析，单纯依靠遥感影像特征建立林分参数反演模型存在精度不高、适用性不强等问题。

近年来高分辨率的遥感影像在大气环境、土地利用、城市变迁、水利资源等方面应用十分广泛，我国的“高分系列”国产卫星遥感影像发展也十分迅速。“高分辨率对地观测系统工程”是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》重要专项之一，工程主要包括临近空间观测系统、天基观测系统、地面系统、航空观测系统、应用系统等。高分一号卫星(以下简称GF-1)是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项的首发星，包括2m全色、8m分辨率多光谱影像和16m分辨率的多光谱宽幅影像。高分二号卫星(以下简称GF-2)是中国自主研制的首颗空间分辨优于1m的民用光学高分遥感卫星，也是我国目前分辨率最高的对地观测光学卫星，空间分辨率为全色影像1m和多光谱影像4m。国产高分卫星遥感数据具有高空间分辨率、高定位精度、高辐射精度以及快速姿态机动能力等特点，能够为我国的土地利用动态监测、矿产资源调查、城乡规划监测评价、交通路网规划、森林资源调查、荒漠化监测等众多行业提供技术服务与支撑。探索基于我国高分卫星遥感数据反演森林蓄积量的新途径，对于跟踪监测森林资源状况和林业生态工程的建设情况具有十分重要的实践意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于国产高分卫星遥感数据的森林蓄积量反演方法，包括以下步骤：

步骤a，根据研究区地面调查的数据计算样地森林蓄积量，采用数表法计算得到样地森林蓄积量实测值；

步骤b，对国产高分卫星遥感影像进行影像预处理，分别包括对影像的辐射定标、大气校正和正射校正，得到预处理后的全色和多光谱遥感影像；

步骤c，提取国产高分卫星遥感影像不同窗口大小的全色影像纹理特征变量，和步骤a中所对应的样地森林蓄积量实测值进行相关性分析，选取相关性最高的的窗口纹理特征变量作为反演蓄积量的纹理特征因子；

步骤d，提取国产高分卫星多光谱影像的光谱植被指数变量，和步骤a中所对应的样地森林蓄积量实测值进行相关性分析，选取相关性显著的光谱植被指数变量作为反演蓄积量的光谱特征因子；