[发明专利]一种潮滩地形反演的方法及系统

说明书

本发明涉及一种潮滩地形反演方法及系统，包括：获取目标区域的无人机遥感图像；根据遥感图像获取含地面植物高度的数字地表高程模型和正射影像；获取目标区域若干个植物株高现场监测数据；根据现场监测的植物株高数据和正射影像获取目标区域的植物株高的空间分布数据；根据植物株高的空间分布数据，将目标区域表面覆盖植物的株高准确地从含地面植物高度的数字地表高程模型中滤除，从而得到大面积、更高精度的植被覆盖下的潮滩地形。

技术领域

本发明涉及地质测量技术领域，特别是涉及一种植被层下的潮滩地形反演方法及系统。

背景技术

滩面高程是潮滩地貌形态特征的体现，通过不同时刻滩面高程观测可以反映该区域潮滩的冲淤动态，同时它也是影响潮滩动态和盐沼植被分布的重要因素，高精度、大面积的潮滩地形数据是准确分析潮滩冲淤演变和盐沼植被演替趋势的前提。

目前，潮滩地形监测方法通常分为遥感监测和地面监测两类。遥感方法包括立体像对匹配、水边线提取、合成孔径雷达干涉技术测量等，它们具有大范围测量能力，但是精度相对较低、时效性差。地面监测常用方法有全站仪测量、基于全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)和实时动态差分技术(Real-time kinematic，RTK)的GNSS-RTK测量、基于非接触式高速激光测量技术的三维激光扫描(Terrestrial LaserScanner，TLS)测量等，它们具有较高的精度，但是测量面积小、仪器和人力成本高、测量效率低。常用的RTK技术定位快速准确，水平和垂直精度极高，但是每次仅能获取单点数据，测量效率和地形空间分辨率低。TLS技术具有较高的垂直和空间精度，能够有效获取平面高程数据，但是TLS扫描范围有限、花费的时间和经济成本较高，此外由于激光无法穿透高盖度植被，导致TLS观测技术难以准确获得植被覆盖下的潮滩地形。

Dai等用无人机测量了潮滩无植被覆盖的光滩地形，表明使用无人机定期监测光滩是可行的。然而自然潮滩的潮间带区域往往覆盖有盐沼植物，通过无人机遥感只能测量到植物冠层的高程，为了获得准确地形，还需要进行植被滤除去除盐沼植被株高的干扰，准确获得植被层下的潮滩滩面高程。目前，植被滤除主要是借鉴激光点云数据的滤波算法，需要有较多的激光点穿透植被落到地面上，而盐沼植被密度较高，光线不易穿透，植被滤除精度会大幅度降低，因此，亟需一种可滤除植被的潮滩地形监测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种潮滩植被区的地形反演方法及系统，利用无人机拍摄目标区域的遥感图像获取正射影像和数字地表高程模型，并结合现场植被调查获取的部分植物株高，通过建立植物株高反演模型反演出目标区域植被株高的空间分布情况，从而有效的滤除植被高度数据，得到大面积、更高精度的植被覆盖下的潮滩地形数据，提高了植被覆盖下潮滩地形监测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种潮滩地形反演方法，包括：

获取目标区域遥感图像；

根据所述遥感图像生成含地面植物高度的数字地表高程模型和正射影像；

获取所述目标区域的植物株高数据；

根据所述植物株高数据和所述正射影像获取所述目标区域的植物株高的空间数据；

根据所述植物株高的空间数据，将所述目标区域表面覆盖的植物株高从所述含地面植物高度的数字地表高程模型中滤除，得到植被覆盖下的潮滩地形。

可选的，所述遥感图像是利用无人机搭载可见光相机按照设定飞行路线拍摄所述目标区域而获得。

可选的，所述目标区域的植物株高数据是采用现场植被调查的方法获取，具体包括：

在所述目标区域内，随机选取若干个采样区域，记录每个所述采样区域的中心坐标，测量每个所述采样区域的平均植物株高。