[发明专利]一种草畜动态遥感监测及放牧预警方法

说明书

本发明提供了一种草畜动态遥感监测及放牧预警方法，属于草地遥感动态监测与放牧预警领域。该方法包括：利用多源遥感时序影像计算反映草地营养价值的生物量、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、载畜量等营养指标；利用家畜放牧制度及营养补饲计算家畜放牧路线、营养需求与载畜量，通过草地营养供给与家畜营养需求分析，定量监测轮牧小区牧草营养变化过程，分析营养平衡动态并进行预警。本发明适用于高分遥感植被指数数据。本发明通过对草地营养遥感动态监测各环节指标进行定量化研究，从而可以实现对草畜营养平衡及放牧监测预警的定量研究，保证了较高精度的反映划区牧场的草地营养变化以及草畜营养平衡动态，为营养平衡决策提供更精确的信息。

技术领域

本发明涉及草地遥感动态监测与放牧预警技术领域，尤其涉及一种草畜动态遥感监测及放牧预警方法。

背景技术

天然草地合理利用是草地畜牧业发展的重要方向,“生态、绿色、健康”是草地畜牧业发展的重要标志。“如何在保护好生态环境的同时，发展好草地畜牧业是青海省等广大牧区生态建设面临的重大课题”。该地区生态环境保护与草地畜牧业的关系在“保护与发展，促进与调控,推进与限制”之间无疑存在着许多的矛盾和问题，其焦点反映在草畜优化生产模式的建立上，实行草畜优化生产模式是从根本上保护生态环境的有效途径。草畜优化生产模式的核心是草畜营养平衡，草畜营养平衡是实现这一目标的根本所在。

草畜营养平衡是基础，是保护“生态环境”的重要基础工作。近年来，国内外对“草畜平衡”的研究，正在发生着根本性的变化，已从原来仅仅以“牧草与家畜”数量之间的一般平衡进入到“牧草与家畜”之间的营养平衡为主导方向。“草畜平衡”含义不仅是指牧草数量与家畜数量之间的“数量”平衡关系，更重要的是要达到“营养”平衡关系，只有达到营养平衡关系才能保证草畜平衡，才能真正建立优化合理的草畜生产模式。

基于遥感技术具有的大尺度、大范围、多时相的优点，充分发挥高光谱遥感在草地动态预测和监测中的先进性，使其发展成为天然草地合理利用，保护生态并提高畜牧业经济效益的重要技术，从而实现动态的草畜营养平衡。草畜优化模式的关键是动态监测及管理载畜量的问题，提高草地载畜量从而提高草畜平衡点，是实现草畜营养平衡的一条重要途径。

目前，国内外关于草地遥感动态监测与放牧预警的研究主要分析草场信息获取、全国及省级草畜平衡、草地营养参数反演及草地退化监测等内容，而未建立基于草畜营养平衡的动态监测与放牧预警方法，这方面研究还很有限，不能全面、深入，定量的服务于高效放牧技术支撑研究。

基于上述分析，建立草地遥感动态监测与放牧预警是生态环境保护及合理利用的重要技术，也是我国遥感精细监测，动态分析，开展信息化平台的重要工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何利用高分遥感数据进行草地遥感动态监测与放牧预警，如何克服现有技术中的定量研究的不足，形成基于高分遥感数据的草畜动态高分遥感监测及放牧预警方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种草畜动态遥感监测及放牧预警方法，包括：

步骤S1、利用遥感影像处理工具处理多源遥感数据，计算得到设定年份内每月的地物反射率影像数据集；在地物反射率影像数据集中，计算植被指数模型，结合实地采集实验室分析营养数据，将计算的指标指数作为X，将营养数据作为Y，通过二次多项式Y＝aX²+bX+c，将Y和X进行拟合反演，通过均方误差根(RMSE)和拟合度(R2)的大小，选择最优植被指数模型，最终反演牧草营养价值的系列营养参数；

步骤S2、基于牧草营养价值的系列营养参数，综合分析家畜放牧制度及轮牧路线，分析每一时间段内轮牧小区家畜结构及营养需求，将每一个放牧时期内家畜的结构、数量、营养需求、营养补饲等信息，按照放牧时间及所占时间比例，剖分到设定年份内的每个月际，在每个月际中，将家畜营养需求及营养补饲信息，折算为每个月际的家畜载畜量数值，最终得到月际家畜营养动态数据；