[发明专利]一种基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估

权利要求书

1.一种基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、获取数据并进行整合；

步骤二、基于遥感影像数据，进行植被归一化指数即NDVI的计算；

步骤三、基于中国地面气候资料计算各站点每天的太阳总辐射值；

步骤四、对气象站点数据进行栅格化，获得处理后的气象栅格数据，处理后的气象栅格数据包含但不限于平均气温、总降水量；

步骤五、基于步骤一获取植被类型数据，并对植被类型数据重分类和栅格化；

步骤六、基于以上步骤和CASA模型，利用遥感数据及气象数据，实现植被净初级生产力的估算；

步骤七、监测生态保护红线区域内外的NDVI及植被净初级生产力即NPP的时间序列趋势变化，并分析其内在规律；

步骤八、对植被净初级生产力值进行进一步的统计分析，揭示生态保护红线内外区域在时间上和空间上的差异程度，即得到生态保护红线内外区域生态环境质量随时间变化的特征；

步骤九、获得生态红线内外生态环境质量随时间和空间动态变化的基本情况，实现生态保护红线实施评估。

2.根据权利要求1所述的基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估，其特征在于：所述步骤一的具体过程包括：

(1)数据提取：基于地理国情代码对土地利用数据进行提取，获得包括但不限于以下的数据：植被数据、建筑物数据、交通数据、耕地数据、湿地、未利用地；

(2)数据整合：将矢量数据、文本数据、栅格数据转换成空间分辨率一致的数据进行计算，其中地表覆盖矢量数据、气象文本数据转成与遥感影像分辨率一致的数据进行后续计算，遥感影像分辨率为30m。

3.根据权利要求1所述的基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估，其特征在于：所述步骤一中的数据包括但不限于地理国情要素的基础数据、气候资料数据、遥感影像数据和气象站点数据。

4.根据权利要求1所述的基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估，其特征在于：所述步骤二中的遥感影像数据是从美国地质调查局网站下载的30m分辨率的Landsat影像，步骤二的具体过程包括：

(1)辐射定标：将遥感影像数据进行辐射定标；

(2)大气校正：导入经过辐射定标的数据，设置相关参数，参数包括但不限于传感器类型、影像区域平均地面高程、影像成像时间、大气模型参数和多光谱参数；

(3)影像镶嵌：以整幅图像直方图进行匹配，采用双三次卷积方法完成图像镶嵌；

(4)影像裁剪：裁剪卫星影像数据；

(5)植被归一化指数计算；

(6)月植被归一化指数合成平均计算：重复步骤(2)-(5)，依次处理每个月的两幅影像，得到上半旬和下半旬的NDVI，经平均值合成后可以得到一幅NDVI平均值影像，每个像元值为两幅影像中像元的平均值，用以代表研究区域某月的NDVI。

5.根据权利要求1所述的基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估，其特征在于：所述步骤三的具体计算公式如下：

SOL(x，t)＝R×(a+bn/N)

d＝1+0.033cos(2π/365t)

σ＝0.409×sin(2πt/365-1.39)

其中，a＝0.207，b＝0.705，n为实际日照时数，N为全天无云时应有的日照时数，由太阳日落角计算得到；R是指天文辐射(MJ/m²)，由日地相对距离d、太阳赤纬σ(弧度)、测量站点纬度φ(弧度)、太阳日落角ω(弧度)和测量天数t计算得到；

根据公式，利用python用中国地面气候资料日值数据集中的日照数据计算各站点每天的太阳总辐射，并根据每日的总辐射值统计出每月的总辐射值。

6.根据权利要求1所述的基于多时相遥感和CASA模型的生态保护红线实施评估，其特征在于：所述步骤四的气象数据的栅格化步骤如下：

(1)获取文本格式的气象数据，气象数据包含但不限于气象站点经纬度坐标、高程、气温、降雨量；

(2)加载气象数据并进行平面投影，将投影后的气象数据进行空间插值，得到栅格化的气象数据。