[发明专利]一种湿地植物多样性监测及格局优化方法

说明书

一种湿地植物多样性监测及格局优化方法，它属于湿地植物多样性监测技术领域。本发明解决了传统湿地植物多样性监测方法无法实现大范围的动态监测，且监测时所需要的人力、物力大的问题。本发明首先将获取的遥感图像分为水域和非水域两部分，再利用训练好的子网络分别对水域内各种植物覆盖率以及对非水域内各种植物覆盖率进行监测，通过采集完整的遥感图像即可实现对整个当前湿地区域的监测，解决了传统监测方法无法实现大范围的动态监测以及监测时所需要的人力和物力大的问题。而且根据本发明的监测结果还可以对未来的覆盖率变化趋势进行预测，并根据预测结果进行提前干预，实现湿地内植物空间格局的优化。本发明可以应用于湿地植物多样性监测。

技术领域

本发明属于湿地植物多样性监测技术领域，具体涉及一种湿地植物多样性监测及格局优化方法。

背景技术

湿地广泛分布于世界各地，由于湿地区域的特定环境，导致湿地区域拥有着众多的野生动、植物资源，因此，湿地是地球上有着多功能的、富有生物多样性的生态系统，是人类最重要的生存环境之一。很多珍稀水禽的繁殖和迁徙也离不开湿地，因此，湿地又被称为“鸟类的乐园”。同时，湿地又具有强大的生态净化作用，因而又有“地球之肾”的美名。湿地的类型多种多样，通常分为自然湿地和人工湿地两大类。其中，自然湿地包括沼泽地、泥炭地、湖泊、河流、海滩和盐沼等，全世界共有自然湿地面积约855.8万平方公里，占陆地面积的6.4％；人工湿地主要有水稻田、水库、池塘等。

近些年来，在人口爆炸和经济发展的双重压力下，大量的湿地被改造为农田，由于湿地被改造以及资源过度的被开发和污染，都导致了湿地面积的大幅度缩小，湿地植物物种多样性受到严重破坏。植物物种多样性是群落结构和功能复杂性的度量指标，对其进行研究可以有助于认识群落的组成、变化和发展，同时它也可以在一定程度上反映群落的稳定性及环境的保护状况，因此，对湿地植物物种多样性进行监测和保护是十分必要的。传统的监测方法为实地调查方法，但是实地调查方法需要的人力、物力大，更新速度慢且无法实现大范围的动态监测。遥感技术具有探测范围广、更新周期短、获取信息快捷等特点，遥感信息的应用分析也已从单一遥感资料向多时相、多数据源的复合分析过渡，从静态分析向动态监测过渡，从对资源和环境的定性调查向计算机辅助的定量分析过渡，从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡。因此，遥感技术的上述优点为其应用于湿地植物多样性监测提供了可能。

发明内容

本发明的目的是为解决传统的湿地植物多样性监测方法无法实现大范围的动态监测，且监测时所需要的人力、物力大的问题，而提出的一种湿地植物多样性监测及格局优化方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种湿地植物多样性监测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、对历史获取的待监测湿地区域的遥感图像进行处理，分别将每张湿地遥感图像分为水域部分图像和非水域部分图像两个部分；

步骤二、构建包含并行的N个子网络的水域监测模型以及包含并行的N′个子网络的非水域监测模型，且水域监测模型和非水域监测模型中所包含的每个子网络的结构均相同；

利用步骤一中获得的水域部分图像构造水域监测模型的子网络的训练集，利用步骤一中获得的非水域部分图像构造非水域监测模型的子网络的训练集，利用构造好的训练集完成对应子网络的训练，获得训练好的子网络；

步骤三、采用步骤一的方法获得待监测湿地区域当前的水域部分图像和非水域部分图像后，利用训练好的水域监测模型输出水域部分图像中各种类植物的覆盖率，利用训练好的非水域监测模型输出非水域部分图像中各种类植物的覆盖率。

进一步地，所述步骤一中，对历史获取的待监测湿地区域的遥感图像进行处理，分别将每张湿地遥感图像分为水域部分图像和非水域部分图像两个部分；其具体过程为：