[发明专利]一种湿地植物种类检测方法

说明书

本发明涉及一种湿地植物种类检测方法，包括以下步骤：获取植物生长周期内不同阶段的遥感影像；对遥感影像进行预处理，计算研究区域的植被指数、归一化水体指数和缨帽变换分量；根据植被指数计算研究区域的植被指数季节差值；以植被指数、归一化水体指数、缨帽变换分量、植被指数季节差值和遥感影像多波段数据为特征变量，利用随机森林模型进行分类，完成湿地植物种类检测。与现有技术相比，对于光谱特性相似但物候特性不同的植物区分度较高，检测精度相比于监督分类结果大幅度提高。

技术领域

本发明涉及测绘学和湿地生态学领域，尤其是涉及一种湿地植物种类检测方法。

背景技术

湿地是地球生态环境的重要组成部分，素有“地球之肾”之称，在净化污染、保护生物多样性、蓄滞洪水以及调节气候等方面发挥着不可替代的作用，是区域经济社会发展必要的生态屏障。近年来，在人类围垦等认为活动以及海平面上升等自然条件变化的影响下，湿地正面临植物退化、物种多样性下降、生物丧失栖息地等问题。湿地植物作为湿地重要的组成部分，具有较高的初级生产力，在调节气候、净化水质和促淤护岸等方面扮演着不可或缺的角色，对于湿地生态系统结构和功能的维持具有重要作用。开展湿地植物群落时空特性监测，对湿地生态系统的保护和修复有着重要的意义。

上世纪90年代，植物群落时空分布的研究方法主要采用实地调查的方法。然而实地调查耗时耗力，受时间、天气、地形限制，很难获取大范围研究区域的植物群落分布特征。遥感技术的出现与发展给湿地植物群落研究的开展提供了便利条件。传统的遥感分类方法有灰度分割，非监督分类和监督分类几大类。由于湿地植物“同物异谱”和“同谱异物”的现象明显，上述遥感检测分类方法精度较低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有遥感检测分类方法精度较低的问题，而提供一种便捷、经济的湿地植物种类高精度检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种湿地植物种类检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：获取植物生长周期内不同阶段的遥感影像；

步骤S2：对遥感影像进行预处理，计算研究区域的植被指数、归一化水体指数和缨帽变换分量；

步骤S3：根据植被指数计算研究区域的植被指数季节差值；

步骤S4：以植被指数、归一化水体指数、缨帽变换分量、植被指数季节差值和遥感影像多波段数据为特征变量，利用随机森林模型进行分类，完成湿地植物种类检测。

所述的植物生长周期内不同阶段包括返青期、生长期和枯萎期。

所述的对遥感影像进行预处理包括辐射定标、大气校正、几何校正和掩膜处理。

所述的植被指数包括归一化植被指数、比值植被指数、差值植被指数。

所述归一化植被指数NDVI的计算公式为：

其中，NIR为遥感影像的近红外波段，R为遥感影像的红波段。

所述归一化水体指数NDWI的计算公式为：

其中，G为遥感影像的绿波段。

所述差值植被指数DVI的计算公式为：

DVI＝NIR-R。

所述比值植被指数RVI的计算公式为：

所述的缨帽变换分量包括亮度、湿度和绿度。

所述亮度BI的计算公式为：