基于多源遥感数据的石漠化治理成效多指标监测评价方法技术

本发明专利技术公开了基于多源遥感数据的石漠化治理成效多指标监测评价方法，它包括以下步骤：(一)依据实际需求获取监测区域内石漠化治理前后的高中低等多源遥感数据；(二)根据步骤(一)获取的遥感数据计算出石漠化治理区域不同时相的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI；(三)根据步骤(二)得到的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI的变化情况进行二值化处理：(四)得出植被覆盖度和叶面积指数的综合变化情况FL；(五)构建石漠化治理成效评价体系。本发明专利技术弥补了当前石漠化治理监测中对治理区域植被生理状态监测的不足，具有能够更系统、全面的监测治理情况的有益效果。

Multi index monitoring and evaluation method of rocky desertification control effect based on Multi-source Remote Sensing Data

The invention discloses a multi-index monitoring and evaluation method of rocky desertification control effect based on multi-source remote sensing data, which includes the following steps: (1) obtaining the high, middle and low multi-source remote sensing data before and after rocky desertification control in the monitoring area according to the actual needs; (2) calculating the vegetation coverage FVC and leaf area index LAI in different phases of rocky desertification control area according to the remote sensing data obtained in step (1) (3) according to the change of FVC and Lai of vegetation coverage obtained in step (2), the binary treatment is carried out: (4) the comprehensive change of fl of vegetation coverage and Lai is obtained; (5) the evaluation system of rocky desertification control effectiveness is established. The invention makes up the deficiency of monitoring the physiological state of vegetation in the control area in the current rocky desertification control monitoring, and has the beneficial effect of monitoring the control situation more systematically and comprehensively.

【技术实现步骤摘要】
基于多源遥感数据的石漠化治理成效多指标监测评价方法
本专利技术涉及一种石漠化治理成效监测评价方法，尤其是一种基于多源遥感数据的石漠化治理成效监测评价方法，属于生态环境监测

技术介绍
石漠化是指在湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然物理基础下，由于人类不合理的社会经济活动，使地表植被遭受破坏，导致土壤侵蚀，基岩大面积裸露或砾石堆积，地表呈现似荒漠化景观的土地退化现象。例如：自然植被不断遭到破坏，大面积的陡坡开荒等原因都会造成地表裸露，加之暴雨强力冲刷，大量的水土流失后岩石逐渐凸现裸露，呈现“石漠化”现象，并且随着时间的推移，“石漠化”的程度和面积也会不断加深和发展。总之，石漠化是岩溶土地持续水土流失的最终结果，其主要表现形式为植被破坏、岩石裸露、可耕地面积减少、土壤肥力下降、涵养水源能力减弱、旱涝灾害频繁、区域生态环境气候恶化以及自然景观和生物多样性遭到破坏。我国南方部分土壤石漠化、黄土高原的水土流失以及西北地区的沙漠化已成为我国三大生态灾害。我国大部分石漠化区域位于经济落后的地区，而石漠化造成的土地退化不仅破坏了当地经济发展的基础，更制约了地区经济和社会的发展，是导致“三农问题”突出和地区贫困的重要因素。因此，石漠化不仅仅是严重的生态问题，更是突出的社会经济问题。加快石漠化治理步伐，尽快遏制和扭转石漠化扩展态势，改善生态环境，是摆在我们面前的一项十分艰巨而紧迫的战略任务，也是西部大开发中的一项重要基础性工程。截止2015年，石漠化治理面积2.25万平方公里，治理取得了实质进展。虽然当下石漠化治理已取得了一定成效，但边治理边破坏、治理工程未落实到位等情况依然存在。并且值得注意的是，目前对石漠化预防治理方法和相关设施研究较多(例如申请号为201910141558.4的中国专利“一种石漠化预防系统及其预防方法”、申请号为201810448811.6的中国专利“一种利用藤本植物修复中度石漠化方法”；以及申请号为201710358049.8的中国专利“一种石漠化山地生态修复方法”)；但是对石漠化治理成效的综合评价体系的研究还很缺乏，当前迫切需要一套有效的石漠化治理监测评价方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种能够实现系统、全面的石漠化治理成效监测评价方法。为了解决上述问题，本专利技术采用了以下的技术方案。基于多源遥感数据的石漠化治理成效多指标监测评价方法，其特征在于，它包括以下步骤：(一)依据实际需求获取监测区域内石漠化治理前后的高中低等多源遥感数据；(二)根据步骤(一)获取的遥感数据计算出石漠化治理区域不同时相的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI；(三)根据步骤(二)得到的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI，计算出其在石漠化治理不同时相的变化情况，对其变化情况进行二值化处理：植被覆盖度FVC的二值化处理结果记作FVC2；叶面积指数LAI的二值化结果记作LAI2；若植被覆盖度FVC上升，则FVC2＝1；若植被覆盖度FVC下降，则FVC2＝0；若叶面积指数LAI上升，则LAI2＝1；若叶面积指数LAI下降，则LAI2＝0；(四)根据步骤(三)得到的植被覆盖度的二值化处理结果FVC2和叶面积指数的二值化结果LAI2得出植被覆盖度和叶面积指数的综合变化情况FL：FL＝FVC2*10+LAI2(五)根据步骤(四)所得到的综合变化情况FL，构建石漠化治理成效评价体系：若FL＝11，则石漠化治理成效设为一级；若FL＝10,则石漠化治理成效设为二级；若FL＝01，则石漠化治理成效设为三级；若FL＝00，则石漠化治理成效设为四级。进一步的，所述遥感数据为石漠化治理区域内不同时相并且同季度的中高分辨率卫星影像或者植被指数产品。更进一步的，在步骤(一)中对获取的中高分辨率卫星影像数据进行预处理，所述预处理主要包括辐射定标和大气校正。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术从植被覆盖和生理状况的角度，构建基于植被覆盖度和叶面积指数的多指标评价体系，系统评估石漠化治理的实施程度与成效，解决当前单一指标难以系统反映石漠化治理成效等问题。与现有技术中单一指标难以系统反映石漠化治理成效的缺陷相比，本专利技术弥补了当前石漠化治理监测中对治理区域植被生理状态监测的不足，具有能够更系统、全面的监测治理情况的有益效果。(2)本专利技术所提出石漠化治理多指标评价体系易于实施、便于构建；适用范围广，不仅可用于监测交通便达地区石漠化治理情况，也可用于监测山区等交通不便的地区，节省大量人力物力；评价体系中所采用的植被覆盖度与叶面积指数分别可定量的反映地表植被覆盖情况和生理状态，与现有技术中单一指标难以系统反映石漠化治理成效的缺陷相比，本专利技术弥补了当前石漠化治理监测中对治理区域植被生理状态监测的不足，不仅可监测石漠化工程的实施情况，还可监测其实施后的植被维护情况，能更系统、更全面评价石漠化治理成效；此外，本专利技术所提出的基于植被覆盖度与叶面积指数的石漠化治理成效多指标综合评价方法的思想为其它生态环境监测提供一种新的思路。附图说明图1为本专利技术的示意图；具体实施方式下面结合附图和实例，对本专利技术做进一步详细说明。石漠化治理方式主要以封山育林育草，人工造林等方式为主，因此可以综合“植被覆盖度+叶面积指数”来定量并系统的评价石漠化治理成效。具体的，本专利技术从植被覆盖和生理状况的角度，构建基于植被覆盖度和叶面积指数的多指标评价体系，系统评估石漠化治理的实施程度与成效，解决当前单一指标难以系统反映石漠化治理成效等问题。其中，植被覆盖度(FVC)是指植被植株冠层或叶面在地面的垂直投影面积与植被区总面积之比，是衡量地表植被覆盖状况的一个最重要的指标，可以反映石漠化治理的实施程度；叶面积指数(LAI)是指一个生态系统中单位面积上的叶面积大小，是植被结构特征的一个重要参数，可以反映石漠化治理后植被的生理长势情况。换言之，FVC是指植被(包括枝、茎、叶)在地面的垂直投影面积占统计区域总面积的百分比，反映地表植被覆盖状况，体现石漠化的治理实施情况；LAI是指一个生态系统中单位面积上的叶面积大小，是刻画植被结构特征的一个重要参数，反映植被的生理长势情况，能够体现出石漠化治理后的植被维护情况。已有报道采用FVC进行石漠化的监测，但单一指标难以反映石漠化治理后的植被恢复情况，故结合FVC和LAI可以从石漠化工程的实施情况和植被生理的长势情况综合评价石漠化治理成效。如图1所示，本专利技术包括以下步骤：(一)根据石漠化治理区域大小和实际监测尺度需求选择获取监测区域石漠化治理前后的高中低等不同分辨率并同季度的遥感数据，并对所获取的数据进行预处理。其中，根据所获取的遥感数据源不同，则其预处理不同：(1)若数据源为中高分辨率卫星影像数据(如陆地卫星影像、哨兵二号卫星影像和高分卫星影像等)，则其预处理操作主要包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多源遥感数据的石漠化治理成效多指标监测评价方法，其特征在于，它包括以下步骤：/n(一)依据实际需求获取监测区域内石漠化治理前后的高中低等多源遥感数据；/n(二)根据步骤(一)获取的遥感数据计算出石漠化治理区域不同时相的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI；/n(三)根据步骤(二)得到的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI，计算出其在石漠化治理不同时相的变化情况，对其变化情况进行二值化处理：/n植被覆盖度FVC的二值化处理结果记作FVC

【技术特征摘要】
1.基于多源遥感数据的石漠化治理成效多指标监测评价方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(一)依据实际需求获取监测区域内石漠化治理前后的高中低等多源遥感数据；
(二)根据步骤(一)获取的遥感数据计算出石漠化治理区域不同时相的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI；
(三)根据步骤(二)得到的植被覆盖度FVC和叶面积指数LAI，计算出其在石漠化治理不同时相的变化情况，对其变化情况进行二值化处理：
植被覆盖度FVC的二值化处理结果记作FVC2；叶面积指数LAI的二值化结果记作LAI2；
若植被覆盖度FVC上升，则FVC2＝1；若植被覆盖度FVC下降，则FVC2＝0；
若叶面积指数LAI上升，则LAI2＝1；若叶面积指数LAI下降，则LAI2＝0；
(四)根据步骤(三)得到的植被覆盖度的二值化处理结果FVC2和叶面积指数的二值化结...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯徽徽，叶书朝，谢玲琳，邹滨，汤玉奇，雷宇斌，唐根，陈铸，王婷，梁玉，
申请(专利权)人：中南大学，湖南省第二测绘院，
类型：发明
国别省市：湖南;43