【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柑橘冻害检测识别，特别是一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法。
技术介绍
1、柑橘是典型的亚热带常绿果树，喜温暖潮湿的气候，最佳生长温度约为26℃，不耐寒，极易受冻害影响。温度降到5℃左右就会发生冻害，轻度冻害会造成叶片脱落，枝桠受损；重度冻害则会造成果树重创，枝条冻坏，果实干瘪、落地，整颗柑橘树死亡。因此，在柑橘叶片仍呈现绿色，未表现明显卷边，变赤褐色的时候进行冻害的早期识别和面积提取，有助于及时保护受灾树木以及安排柑橘果实的采收，防止柑橘品质变差、果树死亡，最大限度减少灾害损失。
2、遥感技术具有覆盖范围广、周期性观测的特点，适合于大面积的农业灾害监测。目前的作物冻害遥感监测大部分集中在小麦、油菜等北方越冬作物，针对我国南方热带/亚热带的作物冻害遥感监测较少，尤其是柑橘冻害监测的文献报道并不多见。在方法上，作物冻害遥感监测主要有以下3种：
3、(1)基于地表温度反演的作物冻害监测方法。利用modis、landsat等卫星数据的热红外波段进行地表温度反演，然后以作物能耐受的下限温度为阈值对地表温度反演结果进行阈值分割，使之形成潜在冻害和未受冻害两个区域，将潜在冻害区域与作物分布图进行叠加，两者的相交区域即为作物受冻害区域。
4、(2)基于地表冰雪覆盖信息提取的作物冻害监测。在我国北方地区，低温往往伴随着降雪结冰，因此也有研究采用冰雪指数ndsi(nomalized defference snow index)等光谱指数进行冰雪分布信息的提取，并将冰雪分布与作物分布做叠加分析，
5、(3)基于ndvi植被指数变化的作物冻害监测。作物冠层受冻害后，随着时间推移叶片普遍出现枯萎黄化，冠层的ndvi值比受灾前显著降低。有研究根据这个特点，利用两期卫星影像进行ndvi的差值对比，再通过阈值分割得到作物的冻害分布信息。
6、(见文献：刘建波,马勇,武易天,等.遥感高时空融合方法的研究进展及应用现状[j].遥感学报,2016,20(5):1038-1049；z,bartholomeus h m,acerbi-juniorf w,et al.scaling dimensions in spectroscopy of soil and vegetation[j].international journal of applied earth observation and geoinformation,2007,9(2):137-164；gao f,masek j,schwaller m,et al.on the blending of the landsatand modis surface reflectance:predicting daily landsat surface reflectance[j].ieee transactions on geoscience and remote sensing,2006,44(8):2207-2218；huang b,song h.spatiotemporal reflectance fusion via sparse representation[j].ieee transactions on geoscience and remote sensing,2012,50(10):3707-3716；zeyde r,elad m,protter m.on single image scale-up using sparse-representations[c]//international conference on curves and surfaces.springer,berlin,heidelberg,2010:711-730.)
7、上述(1)、(2)两种冻害遥感监测方法，适合于低温持续时间长、常伴有冰雪覆盖的我国北方地区；南方冻害主要是夜间低温时的霜冻灾害，表现为气温在0℃左右而少有冰雪覆盖，持续时间较短，白天地表温度通常又回升至0℃以上。因此(1)、(2)两种方法不适用于柑橘冻害的遥感监测。方法(3)是南方作物冻害遥感监测常用的方法。然而，方法(3)的准确度很大程度上取决于灾前-灾后的ndvi变化幅度，距受灾时间的间隔越长，ndvi变化越明显(通常7-10天以上)。对于柑橘而言，明显的ndvi变化意味着其叶片已经发生明显的卷边、变赤褐色以及发生脱落，而果皮受冻后则变干瘪，且果肉与果皮脱离，味道变淡，品质变差。从减少灾害损失的角度，需要在冻害早期柑橘叶片未明显变化时进行有效识别，因而上述方法(3)在柑橘冻害监测方面的时效性与实用性存在着不足。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的是，针对上述问题，提供一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，利用具有红边波段的卫星数据，通过构建对冻害敏感的遥感光谱指数，实现柑橘霜冻灾害早期识别及面积提取。
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，包括如下处理流程：
4、步骤s1、构建光谱指标模型，包括如下处理流程：
5、步骤s11、构建柑橘叶片冻害早期敏感光谱指标ngri形成柑橘叶片冻害早期光谱指标模型，ngri计算公式如下：
6、
7、式中，nir为柑橘叶片在卫星遥感影像的近红外波段反射率；green为柑橘叶片在卫星遥感影像的绿光波段反射率；red1为柑橘叶片在卫星遥感影像的第一红边波段反射率；red2为柑橘叶片在卫星遥感影像的第二红边波段反射率；
8、步骤s12、设置ngri分级阈值，将柑橘冻害程度分成至少2个等级；
9、步骤s2、根据柑橘叶片冻害早期光谱指标模型及所获得光谱指标模型参数判定柑橘冻害程度。
10、其中，步骤s11具体处理流程如下：
11、步骤s111、获取柑橘叶片冻害早期在不同受冻时长下的高光谱曲线；
12、步骤s112、分析该在不同受冻时长下的光谱曲线，确定各曲线在波长500nm～600nm和750nm～900nm两个区间内差异明显，且该两个区间(光谱区间)与哨兵二号卫星影像的近红外波段(785nm～899nm)、绿光波段(543nm～578nm)以及第一红边波段(698nm～713nm)、第二个红边波段(732nm～747nm)的光谱范围在很大程度上互相重叠和对应；
13、步骤s113、以哨兵二号卫星遥感影像的近红外波段反射率nir、绿光波段反射率green、第一红边波段反射率red1及第二红边波段反射率red2为参考，构建柑橘叶片冻害早期敏感光谱指标ngri。
14、步骤s12中，ngri分级阈值为0和0.02，柑橘冻害程度分为3个等级，当ngri值大于0.02为健康，ngri值小于等于0.02且大于0为轻度冻害，ngri值小于等于0为重度冻害。
15、步骤s2具体处理流程如下：
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【技术保护点】
1.一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于，包括如下处理流程：
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：所述步骤S11具体处理流程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：所述步骤S12中，NGRI分级阈值为0和0.02，柑橘冻害程度分为3个等级，当NGRI值大于0.02为健康，NGRI值小于等于0.02且大于等于0为轻度冻害，NGRI值小于0为重度冻害。
4.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：所述步骤S2具体处理流程如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：还包括如下处理流程：
6.一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别系统，其特征在于，包括如下内容：
7.根据权利要求6所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别系统，其特征在于：所述构建模块的步骤S11具体处理流程如下：
8.根据权利要求6所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别系统
9.根据权利要求6所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别系统，其特征在于：所述识别判定模块具体处理流程如下：
10.根据权利要求6所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别系统，其特征在于：还包括如下内容：
...【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于，包括如下处理流程：
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：所述步骤s11具体处理流程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：所述步骤s12中，ngri分级阈值为0和0.02，柑橘冻害程度分为3个等级，当ngri值大于0.02为健康，ngri值小于等于0.02且大于等于0为轻度冻害，ngri值小于0为重度冻害。
4.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：所述步骤s2具体处理流程如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的柑橘冻害早期识别方法，其特征在于：还包括如下处理流程：
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄启厅，何新洁，谢国雪，杨绍锷，凌玉荣，张秀龙，马灿达，苏秋群，林煜，梁永检，
申请(专利权)人：广西壮族自治区农业科学院，
类型：发明
国别省市：
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