[发明专利]一种基于遥感数据异质性的群落多样性估测方法

说明书

本发明公开了一种基于遥感数据异质性的群落多样性估测方法，方法包括：获取遥感数据，进行辐射纠正、几何纠正和地形矫正后，提取450、470、800、465、681、750、550nm处的植被反射率作为光谱数据；将获取的光谱数据进行矫正和检验，确保无数据错误；将获取的光谱数据进行平滑处理；计算450‑470nm之间各波段反射率之间的方差SD；计算植物物种多样性指数Y。本发明可以快速估算植物物种的多样性，可广泛适用于草原、草地、灌丛、农田及苗圃地等植物物种丰富度的快速评估；可以快速测定出植物物种的多样性指数，无需大量人力物力投入，具有信息处理高效、节省投入成本的优点。

技术领域

本发明涉及一种群落多样性估测方法，尤其涉及一种基于遥感数据异质性的群落多样性估测方法。

背景技术

群落异质性是生态系统稳定性的重要指标之一，广泛应用于指示生态弹性和可持续性，用于生态质量评价、生态建设和生态治理。遥感技术已经广泛的应用于生态环境监测、农作物病虫害与作物估产、地矿勘探等方面，发挥着越来越重要的作用。植物的光谱特征是由生理生态特征、组成结构特征引起的对光的吸收、透射和反射的变化，能够利用遥感数据定量反演植被生理和生化参数，主要涉及植被覆盖度、生物量、叶面积指数，以及叶片或冠层的水分含量、叶绿素含量、矿质营养含量、纤维素、木质素、淀粉和蛋白质含量、光合生理参数等。这些指标是群落异质性的有力指标。

我国具有森林、草原、灌丛、农田等多种生态系统类型，为我国可持续发展提供支撑。我国草地面积广阔，约占国土面积的1/3以上，其中约50％～60％的天然草地存在着不同程度的退化现象。不同生态恢复阶段植被群落特征表现不同，群落多样性和异质性是生态恢复的重要指标。不同生态恢复阶段优势植物物种的矿质营养状况、生理生态状况、形态结构特征也不相同。大面积监测不同生态恢复阶段草原的表现，对于传统的植物样方调查法来说，需要大量人力物力，往往耗时数月才能完成。遥感由于能够有效监测植物的矿质营养状况、生理生态状况和生长状况，同时具有多样性分辨率，在大面积生态恢复监测上具有优势。但是植物物种丰富度的监测尚没有有效的遥感监测方法，因此，亟需开发一种适合草地、草原、农田等对象的植物群落多样性快速评估的方法。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于遥感数据异质性的群落多样性估测方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于遥感数据异质性的群落多样性估测方法，方法包括以下步骤：

I、获取遥感数据，进行辐射纠正、几何纠正和地形矫正后，提取450、470、800、465、681、750、550nm处的植被反射率作为光谱数据；

II、将获取的光谱数据进行矫正和检验，确保无数据错误；将获取的光谱数据，根据地物类型，进行矫正和检验，仅提取植被数据，确保所获得的遥感数据为植被数据，无数据错误；

III、将获取的光谱数据进行平滑处理，以相邻的4个数据为基础，获取中间数据的均值；

IV、计算450470nm之间各波段反射率之间的方差SD，计算方法如公式①所示：

其中，R表示450470nm之间各波段的反射率；Rm表示450470nm之间的平均反射率；

V、按照公式②计算植物物种多样性指数Y；

其中，R450，R470，R800，R465，R681，R750，R550分别表示450、470、800、465、681、750、550nm处光谱反射率。

进一步地，步骤I中辐射纠正的方法如公式③所示；

E＝EOA， 公式③

其中，E为传感器接收到的电磁波能量，EO为地物的辐射能量，A为大气的衰减系数。