一种大面积虫害量化监测系统

摘要

本发明提供了一种大面积虫害量化监测系统。本发明采用机载或星载高光谱遥感摄像设备取得特定波段的遥感图像，对遥感图像执行必要的前处理，消除干扰和测量误差，然后遥感图像的像素级尺度上提取光谱特征，代入多维植物参量模型反演植物生态指标，从而根据这一指标量化判定遥感检测区域的虫害状况。

主权项

一种大面积虫害量化监测系统，其特征在于，包括：机载或星载高光谱成像仪，用于获得大面积区域的高光谱遥感成像数据，所述高光谱遥感成像数据具有110个测量波段、5nm以内的平均光谱分辨率以及100m以内的空间分辨率，光谱范围包括600－800nm波段范围的可见光近红外波段；前处理单元，对所述高光谱遥感成像数据进行前处理，消除空气吸收散射、地表背景辐射、太阳光照辐射及仪器误差的干扰，并且纠正遥感成像数据的几何变形；抽样单元，从前处理后高光谱遥感成像数据中抽取预定密度的采样像素点，取得所述采样像素点的光谱系数；反演计算单元，根据所述采样像素点的光谱系数，基于多个衡量标准的植物参量模型，反演计算采样像素点位置的植物生态指标集合；分析单元，根据各采样像素点的植物生态指标集合，判断其虫害状况评级数值，并基于全部采样像素点的虫害状况评级数值，确定大范围的虫害状况量化评级；其中，所述前处理单元包括大气校正单元和几何纠正单元；所述大气校正单元用于根据太阳光照对应测量波段响应函数，根据太阳辐照角及日地距离针对空气对光谱的吸收和散射进行校正；所述几何纠正单元用于基于人工选取的定位点，对高光谱遥感成像数据进行重采样和双线性空间内插，获得所述前处理后高光谱遥感成像数据；所述抽样单元包括空间采样单元和光谱系数计算单元；所述空间采样单元用于根据预定的采样方案，从所述前处理后高光谱遥感成像数据提取空间均匀分布或者非均匀分布的采样像素点，所述采样像素点的数量除以高光谱遥感成像数据对应的空间区域面积所获得的采样平均密度应大于所述预定密度；所述光谱系数计算单元用于从所述采样像素点的前处理后高光谱遥感成像数据中提取采样像素点特定测量波段的反射率数值，通过将所提取的若干个特定测量波段的反射率数值按照不同的权重因子进行线性加权来组合所述特定测量波段的反射率数值，计算光谱系数；提取的若干个特定测量波段包括至少一个可见光近红外波段范围内的特定测量波段；所述反演计算单元包括：光化学植被指数(PRI)计算模块，将所述光谱系数代入光化学植被指数(PRI)计算模型计算光化学植被指数(PRI)；叶绿素吸收比值指数(CARI)计算单元，将所述光谱系数代入叶绿素吸收比值指数(CARI)计算模型计算叶绿素吸收比值指数(CARI)；连续型冠层(PROSAIL)计算模块，用于将所述光谱系数代入连续型冠层(PROSAIL)计算模型获得相应的连续型冠层(PROSAIL)输出值；所述分析单元保存各等级的虫害状况参数参照表，通过比较所述光化学植被指数(PRI)、叶绿素吸收比值指数(CARI)和所述连续型冠层(PROSAIL)输出值与所述虫害状况参数参照表中的参照值，根据是否满足评级条件确定虫害状况评级数值。