基于高空间分辨率遥感影像的林冠空间统计学定量估计方法

摘要

本发明涉及一种基于高空间分辨率遥感影像的林冠空间统计学定量估计方法，林分冠幅参数提取(1)影像像素值实验半方差函数各向差异性分析；计算裁出的林相图中每一小班相对应影像像素值四个不同方向的实验半方差函数值，判断影像像素值各向半方差函数值差异是否明显；通过林分冠幅空间统计学估计软件，计算出遥感影像像素值四个不同方向的实验半方差函数值；(2)然后分三种情况确定林分冠幅值：(A)影像像素值各向半方差函数值差异不明显；(B)影像像素值各向半方差函数值差异明显；(C)影像像素值各向半方差函数值差异明显，但只需要林分总体平均冠幅。解决林分郁闭度较高时，从影像上无法直接测出树冠的林分的冠幅估计问题。

主权项

一种基于高空间分辨率遥感影像的林冠空间统计学定量估计方法，其特征的步骤是，1)数据获取：(A)影像数据获取：获取林分处于生长季的高空间分辨率遥感影像，这些影像是航空电荷藕合器件图像传感器数字影像、卫片影像数据；(B)数字化1∶1万地形图；(C)数字化林相图；(D)外业差分全球定位系统高精度控制点数据等；2)遥感影像预处理：以1∶1万数字化地形图，结合外业高精度GPS控制点数据，对获取的高空间分辨率遥感影像进行正射纠正，该正射纠正的目的是把以中心投影方式获取的影像校正为正射投影方式影像，实现过程是采用星历参数、适当精度的控制点及数字高程模型，通过严格物理模型对原始影像进行的几何纠正；3)单一林分影像信息提取：在上述正射遥感影像上，叠加林相图，以林相图小班边界为裁剪区域，裁出林相图中每一小班相对应的影像信息；4)影像格式转换：在遥感图像处理软件中，将裁出的林相图中每一小班相对应的影像像素值以文本文件形成输出；5)林分冠幅参数提取，分为二步：(1)影像像素值实验半方差函数各向差异性分析；计算裁出的林相图中每一小班相对应影像像素值四个不同方向的实验半方差函数值，判断影像像素值各向半方差函数值差异是否明显；半方差函数值计算方法如下：设Z(x)为区域化随机变量，并且满足二阶平稳和本征假设，h为两样本点空间分隔距离，Z(xi)和Z(xi+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位置xi和xi+h上的观测值，i＝1，2，…N(h)，则空间上具有相同间距h的N(h)对观测值的半方差计算公式为： γ ( h ) = 1 2 N ( h ) Σ i = 1 N ( h ) [ Z ( x i ) - Z ( x i + h ) ] 2 它是点对间差异的一半，因此将γ(h)称为半方差；上述计算过程是通过林分冠幅空间统计学估计软件，带入裁出的林相图中每一小班相对应影像像素值，就可以自动计算出遥感影像像素值四个不同方向的实验半方差函数值；(2)然后确定林分冠幅值：根据三种情况：(A)影像像素值各向半方差函数值差异不明显；(B)影像像素值各向半方差函数值差异明显；(C)影像像素值各向半方差函数值差异明显，但用户只需要林分总体平均冠幅，不需要不同方向的冠幅尺寸；进行实验半方差函数各向差异性分析结果。