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申请/专利权人：广东省科学院广州地理研究所

摘要：本申请提供基于无人机多光谱图像的红树林生态质量检测方法，包括：获取无人机拍摄的目标红树林区域的多光谱遥感图像；对多光谱遥感图像进行特征提取，得到多光谱遥感图像的光谱特征数据；将光谱特征数据输入到预设的土地覆盖类型分类模型，得到土地覆盖类型分类结果；基于光谱特征数据中的增强型植被指数和归一化干湿指数，得到红树林生态功能指数；基于土地覆盖类型分类结果，得到红树林生态稳定度指数、红树林生态胁迫度指数和红树林生态修复度指数；根据红树林生态胁迫度指数、所述红树林生态功能指数、所述红树林生态稳定度指数和所述红树林生态修复度指数，得到红树林生态质量综合评价指数，能够多维度且准确地综合检测红树林生态质量。

主权项：1.基于无人机多光谱图像的红树林生态质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取无人机拍摄的目标红树林区域的多光谱遥感图像，并进行预处理，其中，所述多光谱遥感图像包括：蓝波段光谱反射率、红波段光谱反射率、近红外波段光谱反射率和第一短波红外波段光谱反射率；对所述多光谱遥感图像进行特征提取，得到所述多光谱遥感图像的光谱特征数据，所述光谱特征数据至少包括增强型植被指数和归一化干湿指数，包括：对所述近红外波段光谱反射率、红波段光谱反射率和蓝波段光谱反射率进行分析计算，得到所述增强型植被指数，具体公式为： 其中，EVI为所述增强型植被指数，NIR为所述近红外波段光谱反射率，RED为所述红波段光谱反射率，BLUE为所述蓝波段光谱反射率；对所述近红外波段光谱反射率和第一短波红外波段光谱反射率进行分析计算，得到归一化干湿指数，具体公式为： 其中，为所述归一化干湿指数，NIR为所述近红外波段光谱反射率，SWIR1为所述第一短波红外波段光谱反射率；将所述光谱特征数据输入到预设的土地覆盖类型分类模型，得到所述土地覆盖类型分类模型输出的土地覆盖类型分类结果，所述土地覆盖类型分类结果包括红树林覆盖类型和非红树林覆盖类型，其中，所述非红树林覆盖类型至少还包括耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型；基于所述光谱特征数据中的增强型植被指数和所述归一化干湿指数，对所述目标红树林区域中的光合有效辐射、温度和湿度进行分析，得到红树林生态功能指数，包括：根据所述增强型植被指数和所述归一化干湿指数，按照以下公式，计算获得所述红树林生态功能指数： 其中，MEFI为所述红树林生态功能指数，PAR为红树林的光合有效辐射值，Ts为所述目标红树林区域中的自然环境温度胁迫因子，fPAR为光合有效辐射吸收比例，fPAR是由所述增强型植被指数近似估算的，NDMI为归一化干湿指数；基于所述土地覆盖类型分类结果，对所述目标红树林区域中的土地覆盖类型多样性、土地覆盖破碎度和土地覆盖类型优势度进行分析，得到红树林生态稳定度指数，包括：根据所述土地覆盖类型分类结果，所述目标红树林区域中土地覆盖类型分别为红树林覆盖类型、耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型的面积，占所述目标红树林区域的面积的比例，按照预设的香浓多样性指数计算公式，得到香浓多样性指数；根据所述土地覆盖类型分类结果，所述目标红树林区域中土地覆盖类型分别为红树林覆盖类型、耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型的斑块数量和总面积，按照预设的土地覆盖破碎度指数公式，得到土地覆盖破碎度指数；根据所述土地覆盖类型分类结果，所述目标红树林区域中土地覆盖类型分别为红树林覆盖类型、耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型中最大的土地覆盖类型的斑块面积和所述目标红树林区域的面积，按照预设的最大斑块指数公式，得到最大斑块指数；根据所述香浓多样性指数、土地覆盖破碎度指数和最大斑块指数，按照以下公式，计算获得所述红树林生态稳定度指数： 其中，MESI为所述红树林生态稳定度指数，SHDI为香浓多样性指数，Fragamentation为土地覆盖破碎度指数，LPI为最大斑块指数；基于所述土地覆盖类型分类结果，对所述目标红树林区域中的人类活动对红树林的生态胁迫系数、温度和湿度的影响进行分析，得到红树林生态胁迫度指数，包括：根据所述土地覆盖类型分类结果中的不透水面覆盖类型的面积，占所述目标红树林区域的面积的比例，得到所述目标红树林区域中不透水面覆盖类型的占比系数；根据所述目标红树林区域中不透水面覆盖类型的占比系数、当地气象站记录的无人机在所述目标红树林区域飞行时的实时温度和湿度，以及红树林光合作用速率最大时对应的温度和湿度，按照以下公式，计算获得所述红树林生态胁迫度指数： 其中，MESSI为所述红树林生态胁迫度指数，FISC为所述目标红树林区域中不透水面覆盖类型的占比系数，T和M分别为当地气象站记录的无人机在所述目标红树林区域飞行时的实时温度和湿度，Topt和Mopt分别为红树林光合作用速率最大时对应的温度和湿度，CT和CM分别为温度因子和湿度因子的调整系数；基于所述土地覆盖类型分类结果，对所述目标红树林区域中的非红树林覆盖类型可修复或可转换为红树林覆盖类型的概率进行分析，得到红树林生态修复度指数，包括：根据所述土地覆盖类型分类结果中耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型在所述目标红树林区域的占比，分别得到所述目标红树林区域中耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型的占比系数；根据所述目标红树林区域中耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型的占比系数，以及预定的耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型可修复或可转换为红树林覆盖类型的转换系数，按照以下公式，计算获得所述红树林生态修复度指数： 其中，MERI为红树林生态修复度指数，C1，C2，C3，C4，C5分别为耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型可修复或可转换为红树林覆盖类型的转换系数，FCC、FGC、FWC、FBC和FISC分别为所述目标红树林区域中耕地覆盖类型、草地覆盖类型、水体覆盖类型、裸土覆盖类型和不透水面覆盖类型的占比系数；根据所述红树林生态胁迫度指数、所述红树林生态功能指数、所述红树林生态稳定度指数以及所述红树林生态修复度指数，按照预设的红树林生态质量综合评价模型，得到红树林生态质量综合评价指数。

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百度查询： 广东省科学院广州地理研究所 基于无人机多光谱图像的红树林生态质量检测方法及系统