[发明专利]一种基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法及系统

权利要求书

1.一种基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取研究区域中的植被覆盖度的卫星影像、无人机遥感图像和地面观测数据，并计算对应的卫星影像植被指数产品和无人机图像植被指数产品；

S2、对卫星影像植被指数产品、无人机图像植被指数产品以及地面观测数据进行时空间整理；

S3、计算卫星影像植被指数产品、无人机图像植被指数产品的均值并构建植被指数数据集，并利用所述地面观测数据进行数据结果验证；

S4、对步骤S3构建的植被指数数据集进行数据重构；

S5、生态系统生物量以及步骤S4中经数据重构滞后的植被指数数据集构建回归模型，分析植被覆盖度和地上生物量变化趋势及各变化趋势占总体的比重。

2.根据权利要求1所述的基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

若在选定场景中同时存在卫星影像植被指数产品、无人机图像植被指数产品以及地面观测数据，则对无人机图像植被指数产品的分辨率重采样为卫星影像植被指数产品的分辨率。

3.根据权利要求2所述的基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法，其特征在于，所述步骤S3中计算卫星影像植被指数产品、无人机图像植被指数产品的均值，其平均值计算公式为：

X＝(x1+x2)/2

其中，对于同等分辨率下的卫星影像和无人机图像，x1为任意一像素卫星影像植被指数，x2为对应像素的无人机图像植被指数，X即为对应像素卫星影像植被指数、无人机图像植被指数的均值。

4.根据权利要求3所述的基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法，其特征在于，所述步骤S3中利用地面观测数据进行数据结果验证的方法为：

S31、计算卫星影像植被指数产品、无人机图像植被指数产品的均值与地面观测数据的植被指数产品的差值；

S32、判断步骤S31计算的差值的范围，若值在±0.2之间，则认为其实正确的数据集，否则，则不使用该条数据集，具体计算公式如下所示：

0.2≤|A-B|

其中，A即为卫星影像植被指数产品、无人机图像植被指数产品的均值，B为地面观测数据的植被指数产品。

5.根据权利要求4所述的基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

S41、对步骤S3构建的植被指数数据集进行区间提取，寻找影像NDVI时序曲线的极大值和极小值，利用得到的极大值和极小值将NDVI时间序列分成多个区间，得到多个时间维度的局部拟合区间；

S42、使用高斯拟合函数对步骤S41提取的多个时间维度局部的拟合区间进行局部拟合；

S43、将通过步骤S42进行局部拟合的多个时间维度的局部拟合区间整体重构连接，得到时间序列的高斯拟合曲线。

6.根据权利要求5所述的基于天空地大数据的生态系统生物量重构方法，其特征在于，所述步骤S42中采用区间模型函数进行局部拟，其区间模型函数表示为：

f(t)＝f(t；c,d)＝c₁+c₂g(t；d)

其中，c为线性系数，(c₁,c₂)∈c，c₁为拟合曲线的基值，c₂为拟合曲线的振幅，d为非线性系数且d＝(d₁,d₂...,d_i)，g(t；d)为基函数的形状，表示为：

其中，d₁为极大值或极小值所对应的变量t的位置参数，d₂，d₃，d₄和d₅分别为极值左右半曲线的宽度和陡峭度。