一种森林叶面积指数反演方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种森林叶面积指数反演方法及装置。在执行方法时，首先获取森林的树高信息、森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数；总衰减系数包括森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数以及森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数；然后根据森林的树高信息和森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减系数积；最后根据树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演叶面积指数。这样，利用森林对电磁波的衰减特征来反演叶面积指数，由于电磁波的衰减不受树种、区域、复杂气象条件及选择的数学模型的影响，可以更加准确的反应叶面积对电磁波的衰减，由此采用上述方法反演叶面积指数的精确度更高。数的精确度更高。数的精确度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种森林叶面积指数反演方法及装置


[0001]本申请涉及生态研究
，尤其涉及一种森林叶面积指数反演方法及装置。

技术介绍

[0002]森林是陆地上面积大、分布广、结构复杂、生产力高的生态系统，对维持生态平衡具有重要意义。而森林叶面积指数是森林与大气相互作用的重要表征参数，也是生态系统和全球气候变化研究中的关键因子。在全球森林生态研究中，森林叶面积指数已经被认为是描述全球森林状况、与外界的能量循环、物质循环重要的参考指标。
[0003]现有技术中通常利用光学遥感技术进行森林叶面积指数的反演，光学遥感技术反演森林叶面积指数通常采用基于植被指数的经验方法，经验方法通过建立叶面积指数与植被指数之间的相关关系，从而由遥感地表反射率计算植被指数，再估算叶面积指数。同时，光学遥感在云雨地区无法实施，限制了其应用。
[0004]经验法模型简单，在实践中应用较多。但经验方法估算的叶面积指数精确度往往受树种、区域及所选择的数学模型的影响，反演的精确度不高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种森林叶面积指数反演方法及装置，旨在解决现有技术中反演森林叶面积指数精确度不高，以及受复杂气象条件限制的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种森林叶面积指数反演方法，所述方法包括：
[0007]获取森林的树高信息、森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数；所述总衰减系数包括森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数以及森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数；
[0008]根据所述森林的树高信息和所述森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减系数积；
[0009]根据所述树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数。
[0010]可选的，所述根据森林的树高信息和所述森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减系数积，具体包括：
[0011]根据水平极化和垂直极化中树叶和枝干对电磁波衰减的衰减系数特征的异质性，分离树叶和枝干的衰减系数；
[0012]根据所述森林的树高信息和所述森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数，计算树高与树叶衰减系数积；
[0013]根据所述森林的树高信息和所述森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数，计算树高与枝干衰减系数积。
[0014]可选的，所述根据所述树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数，具体包括：
[0015]构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式；
[0016]根据所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式，
反演所述叶面积指数。
[0017]可选的，所述构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式，具体包括：
[0018]根据森林树高与水平极化和垂直极化衰减系数积，构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式。
[0019]可选的，所述方法还包括：
[0020]利用地面
‑
方向体积二层模型，反演所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式中的参数。
[0021]第二方面，本申请实施例提供了一种森林叶面积指数反演装置，所述装置包括获取模块、计算模块及反演模块；
[0022]所述获取模块，用于获取森林的树高信息、森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数；所述总衰减系数包括森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数以及森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数；
[0023]所述计算模块，用于根据所述森林的树高信息和所述森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减系数积；
[0024]所述反演模块，具体用于根据所述树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数。
[0025]可选的，所述计算模块，具体用于：
[0026]根据水平极化和垂直极化中树叶和枝干对电磁波衰减的衰减系数特征的异质性，分离树叶和枝干的衰减系数；
[0027]根据所述森林的树高信息和所述森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数，计算树高与树叶衰减系数积；
[0028]根据所述森林的树高信息和所述森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数，计算树高与枝干衰减系数积。
[0029]可选的，所述反演模块具体包括构建单元和计算单元；
[0030]所述构建单元，具体用于构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式；
[0031]所述反演单元，具体用于根据所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数。
[0032]可选的，所述构建单元具体用于：
[0033]根据森林树高与水平极化和垂直极化衰减系数积，构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式。
[0034]可选的，所述反演模块具体用于：
[0035]利用地面
‑
方向体积二层模型，反演所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式中的参数。
[0036]本申请实施例提供了一种森林叶面积指数反演方法及装置。在执行所述方法时，首先获取森林的树高信息、森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数；所述总衰减系数包括森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数以及森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数；然后根据所述森林的树高信息和所述森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减
系数积；最后根据所述树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数。这样，通过树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数，即利用森林对电磁波的衰减特征来反演叶面积指数，由于电磁波的衰减不受树种、区域、复杂气象条件及选择的数学模型的影响，可以更加准确的反应叶面积对电磁波的衰减，由此采用上述方法反演叶面积指数的精确度更高。
附图说明
[0037]为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本申请实施例提供的一种反演叶面积指数方法的框架图；
[0039]图2为本申请实施例提供的一种叶面积指数反演方法的流程图；
[0040]图3为本申请实施例提供的一种模拟电磁波在森林中散射衰减流程图；
[0041]图4为本申请实施例提供的一种构建叶面积指数与极化合成孔径雷达参数物理关系模型的流程图；
[0042]图5为本申请实施例提供的一种利用OVoG模型反演参数和h
v
的流程图；
[0043]图6为本申请实施例提供的一种森林叶面积指数反演装置的结构示意图。
具体实施方式
[0044]森林是陆地上面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶面积指数反演方法，其特征在于，所述方法包括：获取森林的树高信息、森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数；所述总衰减系数包括森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数以及森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数；根据所述森林的树高信息和所述森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减系数积；根据所述树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据森林的树高信息和所述森林中各组分对电磁波衰减的总衰减系数，计算树高总衰减系数积，具体包括：根据水平极化和垂直极化中树叶和枝干对电磁波衰减的衰减系数特征的异质性，分离树叶和枝干的衰减系数；根据所述森林的树高信息和所述森林中树叶对电磁波衰减的衰减系数，计算树高与树叶衰减系数积；根据所述森林的树高信息和所述森林中枝干对电磁波衰减的衰减系数，计算树高与枝干衰减系数积。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述树高总衰减系数积与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数，具体包括：构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式；根据所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式，反演所述叶面积指数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式，具体包括：根据森林树高与水平极化和垂直极化衰减系数积，构建所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用地面
‑
方向体积二层模型，反演所述树高总衰减系数积在水平极化以及在垂直极化与叶面积指数的关系式中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅文学，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：