一种确定草原地上生物量的方法、装置以及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种确定草原地上生物量的方法、装置以及存储介质。其中，方法包括：确定与草原上预定区域对应的像元集合，其中像元集合包括与预定区域对应的多个像元；从像元集合中选择用于评估地上生物量的待评估像元；根据与像元集合对应的地表反射率遥感数据以及热红外遥感数据，确定与待评估像元对应的遥感地表能量特征信息，遥感地表能量特征信息用于评估地上生物量；以及根据遥感地表能量特征信息，确定与待评估像元对应的地上生物量。确定与待评估像元对应的地上生物量。确定与待评估像元对应的地上生物量。

【技术实现步骤摘要】
一种确定草原地上生物量的方法、装置以及存储介质


[0001]本申请涉及遥感科学
，特别是涉及一种确定草原地上生物量的方法、装置以及存储介质。

技术介绍

[0002]草原作为一种具有重要经济和生态功能的广泛分布的土地覆被类型，是最重要的自然资源之一。草原地上生物量反映了草原生产力，为畜牧业提供了基本的食物来源，标志着草原生态系统的健康。因此，精准的监测草原地上生物量及其时空动态变化对于可持续的宏观和精准草原管理、了解草原对气候变化的响应以及保护和修复草原生态系统都具有重要的意义。
[0003]在精细尺度上，草原地上生物量主要基于一定的采样策略，通过在固定面积样方内直接收获的方法进行监测。而在宏观尺度上，大多采用基于遥感植被指数，如归一化植被指数、差值植被指数和土壤调节指数等，与同期的地面调查数据构建草原地上生物量估算模型来估算生物量。此外，机理模型也用来进行生物量的研究，主要通过模拟植物的生物生理过程，分析模拟对象的影响因子来获取植物生长的关键参数。这些研究已经在草原地上生物量估算方面得到了广泛的应用，为草原地上生物量估算的研究奠定了重要基础。
[0004]但是，在现有的方法体系中，实地直接收获法由于需要花费大量的人力、物力和财力等资源，因此难以在宏观大尺度开展。机理模型由于其参数复杂且较难获取，在宏观尺度进行生物量估算也存在较大的不足，同时目前不同机理模型的估算结果之间差异也较大。而基于遥感植被指数的估算模型尽管在大尺度上应用较为广泛，但植被密度饱和区和低植被密度区土壤背景的影响成为影响模型精度的主要缺陷，另外当前植被指数主要集中在叶绿素和冠层结构的光学差异，未考虑含水量等其他影响生物量的因素。
[0005]针对上述的现有技术中存在的对草原地上生物量的监测需要花费大量人力物力，并且模型的精度容易受到影响的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]本公开的实施例提供了一种确定草原地上生物量的方法、装置以及存储介质，以至少解决现有技术中存在的对草原地上生物量的监测需要花费大量人力物力，并且模型的精度容易受到影响的技术问题。
[0007]根据本公开实施例的一个方面，提供了一种确定草原地上生物量的方法，包括：确定与草原上预定区域对应的像元集合，其中像元集合包括与预定区域对应的多个像元；从像元集合中选择用于评估地上生物量的待评估像元；根据与像元集合对应的地表反射率遥感数据以及热红外遥感数据，确定与待评估像元对应的遥感地表能量特征信息，遥感地表能量特征信息用于评估地上生物量；以及根据遥感地表能量特征信息，确定与待评估像元对应的地上生物量。
[0008]根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的
程序，其中，在程序运行时由处理器执行以上所述的方法。
[0009]根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种确定草原地上生物量的装置，包括：像元集合确定模块，用于确定与草原上预定区域对应的像元集合，其中像元集合包括与预定区域对应的多个像元；待评估像元选择模块，用于从像元集合中选择用于评估地上生物量的待评估像元；遥感地表能量特征信息确定模块，用于根据与像元集合对应的地表反射率遥感数据以及热红外遥感数据，确定与待评估像元对应的遥感地表能量特征信息，遥感地表能量特征信息用于评估地上生物量；以及地上生物量确定模块，用于根据遥感地表能量特征信息，确定与待评估像元对应的地上生物量。
[0010]根据本公开实施例的另一个方面，还提供了一种确定草原地上生物量的装置，包括：处理器；以及存储器，与处理器连接，用于为处理器提供处理以下处理步骤的指令：确定与草原上预定区域对应的像元集合，其中像元集合包括与预定区域对应的多个像元；从像元集合中选择用于评估地上生物量的待评估像元；根据与像元集合对应的地表反射率遥感数据以及热红外遥感数据，确定与待评估像元对应的遥感地表能量特征信息，遥感地表能量特征信息用于评估地上生物量；以及根据遥感地表能量特征信息，确定与待评估像元对应的地上生物量。
[0011]在本公开实施例中，从能量的视角通过遥感地表能量特征信息对草原地上生物量进行估算。相对于传统遥感植被指数的方法，本专利技术所提出的方法能够更加快速和精准的获取草原地上生物量。并且，由于本专利技术通过热红外遥感数据对草原地上生物量进行估算，因此能够基于草原植被生长期能量收支平衡，通过遥感地表能量特征信息实现专业概念的物理表达，并能够实现规范统一，保证了本方法在不同时空尺度下的普适性和结果的可对比性。从而解决了现有技术中存在的对草原地上生物量的监测需要花费大量人力物力，并且模型的精度容易受到影响的技术问题。
附图说明
[0012]此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1是用于实现根据本公开实施例1所述的方法的计算设备的硬件结构框图；图2A是根据本公开实施例1所述的草原地上生物量的监测系统的示意图；图2B是根据本公开实施例1所述的草原地上生物量的监测系统的模块示意图；图3是根据本公开实施例1的第一个方面所述的确定草原地上生物量的方法的流程示意图；图4是根据本公开实施例1所述的地表反射率图像传感器所采集的地表反射率图像的部分像元的示意图；图5是根据本公开实施例1所述的各地表基质纯净像元的地表温度时序信息以及地表温度参考曲线的示意图；图6是根据本公开实施例1所述的参考地表温度曲线与待评估像元的相关地表温度曲线的示意图；图7是根据本公开实施例1所述的确定地表基质纯净像元的散点图的示意图；图8是根据本公开实施例2所述的确定草原地上生物量的装置的示意图；以及
图9是根据本公开实施例3所述的确定草原地上生物量的装置的示意图。
具体实施方式
[0013]为了使本
的人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
[0014]需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0015]实施例1根据本实施例，提供了一种确定草原地上生物量的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定草原地上生物量的方法，其特征在于，包括：确定与草原上预定区域对应的像元集合，其中所述像元集合包括与所述预定区域对应的多个像元；从所述像元集合中选择用于评估地上生物量的待评估像元；根据与所述像元集合对应的地表反射率遥感数据以及热红外遥感数据，确定与所述待评估像元对应的遥感地表能量特征信息，所述遥感地表能量特征信息用于评估地上生物量；以及根据所述遥感地表能量特征信息，确定与所述待评估像元对应的地上生物量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据与所述像元集合对应的地表反射率遥感数据以及热红外遥感数据，确定与所述待评估像元对应的遥感地表能量特征信息的操作，包括：根据所述地表反射率遥感数据，从所述像元集合中确定用于描述地表基质信息的地表基质纯净像元；根据与所述地表基质纯净像元对应的热红外遥感数据，确定与所述预定区域对应的参考地表温度的参考地表温度时序数据；根据与所述待评估像元对应的热红外遥感数据，确定所述待评估像元的相关地表温度的相关地表温度时序数据；以及根据所述参考地表温度时序数据以及所述相关地表温度时序数据确定所述遥感地表能量特征信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述参考地表温度时序数据以及所述相关地表温度时序数据确定所述遥感地表能量特征信息的操作，包括：根据所述参考地表温度时序数据生成相应的参考地表温度曲线；根据所述相关地表温度时序数据生成相应的相关地表温度曲线；以及根据所述参考地表温度曲线以及所述相关地表温度曲线确定所述遥感地表能量特征信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述参考地表温度曲线以及所述相关地表温度曲线确定所述遥感地表能量特征信息的操作，包括：根据所述参考地表温度曲线以及所述相关地表温度曲线确定与所述待评估像元对应的以下至少一个遥感地表能量特征信息：开始时间，用于指示所述待评估像元的对应区域的草原地上植被的生长期的开始时间；结束时间，用于指示所述生长期结束的结束时间；生长期时长，用于指示从所述开始时间到所述结束时间的时长；地表最高温度，用于指示所述参考地表温度的最大温度值；生长期幅度，用于指示所述生长期内所述相关地表温度的最大温度值和最小温度值的差值；温差幅度，用于指示所述生长期内相同时刻所述相关地表温度与所述参考地表温度之间的差值的最大值和最小值之差；温差增加速率，用于指示所述生长期内相同时刻所述相关地表温度与所述参考地表温
度之间的差值从预先设置的第一温度差值增长到预先设置的第二温度差值的速率；温差减少速率，用于指示所述生长期内相同时刻所述相关地表温度与所述参考地表温度之间的差值从预先设置的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丹峰，焦心，孙敏轩，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：