[发明专利]基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算系统及方法

说明书

本发明涉及基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算系统及方法，包括依次相连接的数据输入单元、数据处理单元、信息提取单元和碳汇量计算单元。本发明可以通过多期的遥感影像数据快速、准确的计算出目标区域的植被碳汇量及其变化情况；本发明不限制目标范围大小，不需要进行大量的图斑采样和数学建模，可根据遥感影像范围或指定边界来计算目标区的碳汇量和变化情况；本发明通过对植被的精细分类来计算不同植被的碳储量和碳汇量，准确度高；本发明中的分类规则可根据影像范围内自主确认，灵活度高可适用于不同地表类型下植被的碳汇量计算。

技术领域

本发明涉及自动化遥感信息提取相关技术领域，尤其涉及基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算系统及方法。

背景技术

碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。碳汇量指一定时间段内林地、城市绿地的碳储量变化量，减去监测边界内的排放量，反映了林地、绿地对温室气体的清除能力和贡献。目前，植被的碳汇量的计算主要是先通过图斑采样，然后进行回归建模的方法进行碳储量的计算，从而得到碳汇量。针对大范围的林地、草地、灌木丛需要分别进行采样、建模、计算，然后得到碳汇量，比较耗时耗力。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算系统及方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明目的之一：

基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算系统，包括依次相连接的数据输入单元、数据处理单元、信息提取单元和碳汇量计算单元；

数据输入单元用于标识不同时期通过遥感影像传感器记录的多期遥感影像以确定碳汇量计算的基准期；

数据处理单元用于对数据输入单元中的多期遥感影像进行预处理，预处理包括依次对多期遥感影像进行辐射定标和大气校正，之后输出多波段影像数据；

信息提取单元用于对数据处理单元中输入的多波段影像数据分别进行NDVI信息计算和土地分类信息提取；

碳汇量计算单元包括对信息提取单元中的多期的NDVI数据通过生物量反应模型反演不同时期的生物量数据，以及对信息提取单元中的根据不同时期的多期土地分类数据，根据植被的不同类型确认其植被的含碳率；然后结合多期的生物量数据和对应的含碳率数据计算得到不同时期的地上植被碳储量数据；最后，以基准期的碳储量数据为基础碳储量，根据各期的碳储量与基准期碳储量的差值计算得到各期相对于基准期地上植被碳汇量的变化分布情况。

作为本发明的进一步改进，数据输入单元中，以输入多期遥感影像的最早时间为基准期，可输入以年、季、月、日为时间间隔的多期遥感数据。

作为本发明的进一步改进，数据处理单元中的辐射定标用于对数据输入单元中遥感影像传感器记录的电子信号转换为地表第五的辐射亮度或反射率；数据处理单元中的大气校正用于消除大气折射、散射影响，将辐射亮度或反射率转换为地物实际反射率。

作为本发明的进一步改进，信息提取单元中NDVI信息计算用于对处理后的遥感影像数据，通过近红外和红波段影像数据的差值与和值的比值计算得到NDVI信息；信息提取单元中土地分类信息提取用于对在统一的分类规则下将土地类别分类，然后通过机器学习/深度学习模型机型遥感影像的土地利用分类。

本发明目的之二：

基于多期遥感影像的地上植被碳汇量计算方法，包括以下步骤：

步骤S1、数据输入单元标识不同时期的多期遥感影像以确定碳汇量计算的基准期；