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摘要:本发明适用于生态保护技术领域,提供了一种基于最优尺度的植被覆盖度计算方法,包括以下步骤:步骤1、植被覆盖像元二值化;步骤2、植被覆盖空间自相关范围确定;步骤3、粗化算法‑植被覆盖度的计算;步骤4、对计算方法的精度验证。本发明采用地统计学半变异函数理论方法,引入积分变程值,整合空间自相关范围和空间变异,利用其平方根确定研究区平均状态下的空间自相关范围大小。结合Nyquist‑Shannon采样定理,确定研究区计算植被覆盖度最优尺度,更加精确地计算出植被覆盖度,充分体现出利用卫星遥感数据表达植被状况的科学性。
主权项:1.一种基于最优尺度的植被覆盖度计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、植被覆盖像元二值化;步骤2、植被覆盖空间自相关范围确定;步骤3、粗化算法-植被覆盖度的计算;所述步骤1的具体过程如下:利用归一化植被指数NDVI,以归一化植被指数NDVI二值化后的植被数据与非植被数据作为计算植被覆盖度的基础;NDVI的计算公式为: ;其中,NIR代表近红外波段的反射率,R代表红波段的反射率;计算通过目视解译图像,选择无植被覆盖像元聚集区域作为感兴趣区;在所有感兴趣区中找出每个感兴趣区内的最小NDVI值minx,再从所有最小值中选取其最小值t,作为二值化的阈值; T={min1,min2,min3......minn}; t=min(T);所述步骤2的具体过程如下:对兴趣区的实验变异函数进行计算,利用拟合模型对实验变异函数所得离散值进行理论变异函数拟合,并获取相关变异特征参数;引用一个指标积分变程,将空间结构和空间变异有机整合,对空间异质性进行定量表达;将拟合模型的所有结构参数汇总为单一的特征距离,用于表征兴趣区内NDVI影像的一种平均状态的空间自相关范围大小;所述步骤2中,计算实验变异函数的过程如下:记任意位置x和x+h处的NDVI值分别为Zx和Zx+h,位置x和x+h处间隔的矢量距离为h,所有满足条件的影像范围内的点对数量为Nh;Zx和Zx+h差值的相对增量方差值的一半,即为半变异函数值,半变异函数值的具体计算公式如下: ;积分变程Ac定义为: ;其中,C0为块金常数;C为拱高h为理论半变异函数值,公式如下: ;其中,Zx与Zx+h分别表示相距距离为h处的NDVI值;所述步骤3的具体操作为:依据NDVI影像的平均状态的空间自相关范围大小,结合Nyquist-Shannon采样定理确定兴趣区计算植被覆盖度最优尺度;基于Python语言编写粗化算法程序,在图像上设置窗口,边长为观测尺度大小;2×2窗口为四层,选择一个像元,以所述像元作为左上、左下、右上、右下的四层窗口里的所有像元分别累加计算平均值,粗化结果作为影像新的像元值;滑动窗口,完成植被覆盖度的计算。
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百度查询: 吉林大学 中国科学院东北地理与农业生态研究所 一种基于最优尺度的植被覆盖度计算方法
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