本申请涉及一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法及装置，它包括数据获取模块、特征计算模块、指数计算模块和指数表征模块；通过获取目标地区的目标矢量数据以及各种有关的生物物理指标栅格数据，确定目标地区内在同一时间内不同植被类型的生物物理指标变化轨迹特征；计算新雷达植被监测指数，并获得用于表征目标地区治理成效和植被监测的栅格值，以所述栅格值作为目标地区植被恢复程度的评价指标。本发明专利技术可解决合成孔径雷达在干旱地区植被监测以及治理成效评估中尚未有合理的雷达植被指数应用的问题，以便于相关人员在干旱或沙漠地区进行快速全天候的区域植被资源监测、环境保护以及治理情况评估，节省人力和物力。节省人力和物力。节省人力和物力。
【技术实现步骤摘要】
干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法及装置
[0001]本申请涉及地表资源监测
，具体涉及一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法及装置。
技术介绍
[0002]自然资源是指自然界中人类可以直接获得用于生产和生活的物质。生物、水、土地资源等，能在较短时间内再生产出来或循环再现被视为可更新资源。然而，再生资源的更新和恢复需要一定量的时间，而生态脆弱区域的植被资源的破坏，将需要耗费大量的人力物力来遏制这种趋势，因此及时监测干旱或沙漠地区的土地利用情况和植被覆盖情况是有效的保护干旱区环境，并实现自然资源可持续发展的重要保障。
[0003]沙漠地区作为干旱区的典型代表，其区域内的植被对于防风固沙、控制沙尘暴的肆虐，防止沙漠边缘地区人类活动范围的农田不受到沙尘侵蚀有着重要意义。毛乌素沙漠地区具有形成的历史长、自然气候干燥少雨等特点，而自上世纪六十年代以来，人类活动加速了区域内植被的退化速度，使得沙化面积增大、扬尘天气增加等一系列生态环境问题。为此国家在1990后在毛乌素沙漠实施了一系列环境保护政策并采取生态修复技术方法，进行区域生态治理和修复植被工作。随着一系列实施措施的推行，大量人力物力的投入，治理面积不断扩大，治理效果不断显现。然而，目前对于区域的治理成效的评估，除了查看区域的植被覆盖面积外，对于植被类型的监测仍然需要人力去实地检验。为此，准确了解区域植被覆盖程度以及植被类型进而了解区域的植被现状和治理成效是进一步查漏补缺采取下一步措施的重要基础。
[0004]传统干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的遥感监测方法主要为以下几种：
[0005]第一种为专题指数反演法，以光学遥感数据源为主，其研究发展路径主要分为两种：(1)借助可见光和红外波段对植被叶绿素的敏感性(蓝、红光吸收，绿、近红外反射)来进行监测的，这实质是对植被冠层的监测，以基于比值为主如标准化差异植被指数NDVI、土壤校正植被指数SAVI、强化植被指数EVI、简单比率植被指数SR和归一化差异植被指数GDVI等；(2)根据不同地类的分布特征对影像进行线性变换，如K
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T变换，即穗帽变换。然而光学遥感的波长较短，难以穿透云雨地区，无法进行全天候区域监测。
[0006]第二种为分类法，通过人力进行实地测量与调查，对监测区域的土壤、植被修复情况进行实地测量，掌握治理情况，并利用光学遥感等数据源进行土地利用类型分类。然而这种方法需要花费大量人力和物力资源，不适合大范围的监测和评价并且这种方式同样也受限于光学遥感的缺点。
[0007]综上所述，传统的干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的遥感监测评估方法的缺陷，不利于相关人员开展资源开发的环境保护和区域治理评估工作。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于克服光学遥感难以穿透云雨地区、无法实现全天候的区域监测的缺陷，开发一种干旱地区或沙漠地区植被及恢复程度的雷达遥感监测评估方法及装置，以便于相关人员在干旱或沙漠地区进行快速全天候的区域植被资源监测、环境保护以及治理情况评估，节省人力和物力。
[0009]本专利技术采取的第一种技术方案是：一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法，包括如下步骤：
[0010]S1：获取干旱或沙漠地区的目标矢量数据以及光学和雷达影像生成的各种有关的生物物理指标栅格数据；其中，所述目标矢量数据为目标区范围矢量化后的数据，所述生物物理指标栅格数据包括影像生成的光学植被指数和雷达非植被指数；
[0011]S2：根据所述目标矢量数据和生物物理指标栅格数据，基于目标矢量数据，将不同地表类型得生物物理指标栅格数据投影至时间轴，确定干旱地区在同一时间段内不同植被类型的生物物理指标的变化轨迹特征；
[0012]S3：根据雷达非植被指数获得干旱地区不同植被覆盖类型的新雷达植被监测指数；
[0013]S4：基于所述新雷达植被监测指数，获得用于表征干旱地区或沙漠地区治理成效和植被监测的栅格值；以所述栅格值作为干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的评价指标。
[0014]进一步地，所述步骤S1中获取干旱或沙漠地区的目标矢量数据的方法为根据干旱或沙漠地区的光学遥感影像建立干旱或沙漠地区的分布图形，对分布图像进行矢量化处理，得到所述目标矢量数据；
[0015]获取光学影像和雷达影像生成的各种有关的生物物理指标栅格数据的方法为对各种有关的生物物理指标进行影像的波段运算，获取所述有关的生物物理指标栅格数据；所述光学影像包括Sentinel
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2光学波段数据，所述雷达影像包括Sentinel
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1雷达C波段数据及其衍生的非植被指数数据。
[0016]进一步地，所述光学植被指数包括标准化差异植被指数NDVI、归一化植被指数GDVI、采矿和恢复评估指标MRAIs，雷达非植被指数包括散射熵H，散射角θ和交叉极化波段回射强度值VH；所述步骤S3中根据雷达非植被指数获得干旱地区不同植被覆盖类型的新雷达植被监测指数的具体公式为：
[0017][0018]其中，DRVI为新雷达植被监测指数，k为适用于不同干旱地区的比例参数。
[0019]进一步地，所述步骤S4中基于所述新雷达植被监测指数，获得用于表征干旱地区或沙漠地区治理成效和植被监测的栅格值的具体方法为：根据阈值法，对干旱地区各地类分布范围的矢量边界进行裁剪，并将其栅格化，识别在干旱地区各地类分布范围内的植被类型，计算每个栅格的新雷达植被监测指数，获得每个栅格的栅格值。
[0020]进一步地，所述步骤S4中以所述栅格值作为干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的评价标准为：
[0021]若0≤栅格值<0.2，表示栅格对应的干旱区范围的治理效果很差；
[0022]若0.2≤栅格值<1，表示栅格对应的干旱区范围的治理效果较好；
[0023]若栅格值≥1，表示栅格对应的干旱区范围的治理效果非常好。
[0024]本专利技术采取的第二种技术方案是：一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估装置，用于实现如上述第一种技术方案所述的雷达遥感监测评估方法，包括数据获取模块、特征计算模块、指数计算模块和指数表征模块；
[0025]所述数据获取模块用于获取干旱或沙漠地区的目标矢量数据以及光学影像和雷达影像生成的各种有关的生物物理指标栅格数据；
[0026]所述特征计算模块用于根据所述目标矢量数据和生物物理指标栅格数据，基于目标矢量数据，将栅格数据内不同地表类型投影至时间轴，确定干旱地区内在同一时间段内不同植被类型的生物物理指标的变化轨迹特征；
[0027]指数计算模块用于根据雷达非植被指数获得干旱地区不同植被覆盖类型的新雷达植被监测指数；
[0028]指数表征模块用于基于所述新雷达植被监测指数，获得用于表征干旱地区或沙漠地区治理成效和植被监测的栅格值。
[0029]本专利技术采取的第三种技术方案是：一种计算机存储介质，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取干旱或沙漠地区的目标矢量数据以及光学和雷达影像生成的各种有关的生物物理指标栅格数据；其中，所述目标矢量数据为目标区范围矢量化后的数据，所述生物物理指标栅格数据包括影像生成的光学植被指数和雷达非植被指数；S2：根据所述目标矢量数据和生物物理指标栅格数据，基于目标矢量数据，将不同地表类型得生物物理指标栅格数据投影至时间轴，确定干旱地区在同一时间段内不同植被类型的生物物理指标的变化轨迹特征；S3：根据雷达非植被指数获得干旱地区不同植被覆盖类型的新雷达植被监测指数；S4：基于所述新雷达植被监测指数，获得用于表征干旱地区或沙漠地区治理成效和植被监测的栅格值；以所述栅格值作为干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的评价指标。2.根据权利要求1所述的一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法，其特征在于，所述步骤S1中获取干旱或沙漠地区的目标矢量数据的方法为根据干旱或沙漠地区的光学遥感影像建立干旱或沙漠地区的分布图形，对分布图像进行矢量化处理，得到所述目标矢量数据；获取光学影像和雷达影像生成的各种有关的生物物理指标栅格数据的方法为对各种有关的生物物理指标进行影像的波段运算，获取所述有关的生物物理指标栅格数据；所述光学影像包括Sentinel
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2光学波段数据，所述雷达影像包括Sentinel
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1雷达C波段数据及其衍生的非植被指数数据。3.根据权利要求2所述的一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷达遥感监测评估方法，其特征在于，所述光学植被指数包括标准化差异植被指数NDVI、归一化植被指数GDVI、采矿和恢复评估指标MRAIs，雷达非植被指数包括散射熵H，散射角θ和交叉极化波段回射强度值VH；所述步骤S3中根据雷达非植被指数获得干旱地区不同植被覆盖类型的新雷达植被监测指数的具体公式为：其中，DRVI为新雷达植被监测指数，k为适用于不同干旱地区的比例参数。4.根据权利要求3所述的一种干旱地区或沙漠地区植被恢复程度的雷...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟成，李文静，周翠敏，李媛，柯欣欣，何业成，宋意飞，宋英旭，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：
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