基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法

本发明涉及橡胶林种植，具体为基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法。

背景技术：

1、天然橡胶作为国防和经济建设不可或缺的战略物资，也是热带地区的重要支柱产业和脱贫致富的主要途径。橡胶林扩展已成为全球天然橡胶重要产区土地利用/覆盖变化(lucc)的主要表现形式和重要动因。然而，在区域层面对橡胶林的地域特征、动态变化与扩展规律等科学问题缺乏系统、深入研究。

2、橡胶林遥感调查最早见于20世纪40年代的飞机勘探。橡胶树在雨季枝繁叶茂，与其他常绿植被的光谱反射特征非常相似，但在每年旱季因其经历从落叶到新叶萌生的过程而与周围地物(特别是自然林)存在明显差异。热带地区橡胶林遥感识别的突破口是其旱季落叶和新叶萌生过程的植被－水分周期性变化。橡胶林的独特物候时间窗口及landsat等光学卫星旱季高质量成像情况，使得观测历史较长的landsat影像成为开展橡胶林物候遥感反演的最佳数据源。

3、现有技术橡胶林传统遥感监测方法的缺陷是未充分考虑橡胶林生理与物候特征，且识别手段单一，不能从多方面获取信息，导致考虑的维度过于单一化，影响识别精度。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，具备识别准确等优点，解决了上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，包括以下步骤：

3、s1、通过遥感数据获取模块对不同卫星拍摄的橡胶林的区域图像进行采集，所述遥感数据获取模块将采集到的区域图像进行预处理，并将处理后的图像数据发送到遥感数据分析模块中；

4、s2、遥感数据分析模块对遥感数据获取模块中的图像数据进行分析，得到橡胶林的生长状况、采收状况和植被健康状态，所述遥感数据分析模块将分析计算得出的数据发送到橡胶林数据评价模块中；

5、s3、橡胶林数据评价模块通过对遥感数据分析模块中的数据进行综合评价；

6、s4、将橡胶林数据评价模块的数据以及遥感数据分析模块中的计算数据反馈给橡胶林管理人员。

7、作为本发明的优选技术方案，所述遥感数据获取模块包括遥感数据收集单元和遥感数据预处理单元，所述遥感数据收集单元用于收集不同卫星的遥感数据进行存储，具体表达式如下：

8、，

9、其中，表示遥感数据收集单元的收集不同卫星的遥感数据集，分别表示光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据。

10、作为本发明的优选技术方案，所述光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据的表达式分别如下：

11、，

12、，

13、，

14、其中，分别表示第1个光学遥感卫星数据、、第个光学遥感卫星数据、、第个光学遥感卫星数据，分别表示第1个高光谱卫星数据、、第个高光谱卫星数据、、第个高光谱卫星数据，分别表示第1个激光雷达卫星数据、、第个激光雷达卫星数据、、第个激光雷达卫星数据。

15、作为本发明的优选技术方案，所述遥感数据预处理单元用于对遥感数据收集单元的数据进行预处理，具体包括对光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据分别进行处理，其中对光学遥感卫星数据进行处理的步骤如下：

16、s1.1、依据橡胶林的实际地理位置，将个光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据统一至同一坐标系中；

17、s1.2、将个光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据坐标系中进行标注，并将依据橡胶林的实际地理位置进行最小矩形的框选，并将其余部分进行去除，仅保留框选部分。

18、作为本发明的优选技术方案，所述步骤s2中的遥感数据分析模块包括橡胶林生长状况分析单元、采收状况分析单元和植被健康状态分析单元，所述橡胶林生长状况分析单元用于结合激光雷达探测卫星数据对橡胶林生长情况进行计算，得到当前批次的橡胶林生长状况，所述采收状况分析单元用于结合光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据对当前橡胶林的采收情况进行计算，得到当前批次橡胶林的采收情况，所述植被健康状态分析单元用于结合光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据中的数据对橡胶林的健康状况进行计算，得到当前批次植被的健康状态。

19、作为本发明的优选技术方案，所述橡胶林生长状况分析单元的计算表达式如下：

20、，

21、其中，表示当前批次的橡胶林生长状况，表示激光雷达卫星数据采集到的橡胶林中橡胶树最高的高度值，表示激光雷达卫星数据采集到的橡胶林中橡胶树最矮的高度值，表示对所有激光雷达卫星数据进行平均的运算，表示对中所有橡胶树的高度进行求和，表示中所有橡胶树的个数。

22、作为本发明的优选技术方案，所述采收状况分析单元进行计算的表达式如下：

23、，

24、其中，表示当前批次橡胶林的采收情况，表示当前进行采收的橡胶的面积，表示橡胶林的总面积，表示采收并未开始，在开始采收时，。

25、作为本发明的优选技术方案，所述植被健康状态分析单元进行计算的表达式如下：

26、，

27、其中，表示橡胶树颜色变化的总数，表示橡胶林中橡胶树的总数，表示当前批次植被的健康状态。

28、作为本发明的优选技术方案，所述橡胶树颜色变化的总数的确定具体步骤如下：

29、s2.1、设置初始，对光学遥感卫星数据和高光谱卫星数据中每一个橡胶树的颜色变化进行读取；

30、s2.2、若同一棵橡胶树在光学遥感卫星数据中颜色发生变化，且在高光谱卫星数据中颜色发生变化，则记录的数加1，不断地遍历每一棵树，直到全部的橡胶树遍历完成，得到橡胶树颜色变化的总数。

31、作为本发明的优选技术方案，所述橡胶林数据评价模块对当前种植的橡胶林的评价计算表达式如下：

32、，

33、其中，表示上一批种植的橡胶林在同一采样时刻的橡胶林生长状况，表示当前批次的橡胶林生长状况，表示当前批次植被的健康状态，表示当前批次橡胶林的采收产量，表示上一批种植的橡胶林采收产量，表示绝对值运算。

34、与现有技术相比，本发明提供了基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，具备以下有益效果：

35、1、本发明通过分析光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据中的数据，得到橡胶林的生长状况、采收状况和植被健康状态，进而对当前种植的橡胶林情况进行评价，扩大了数据获取的维度和评价的维度，得到了精确的评价数据，明确了当前批次的橡胶林种植情况，可以为下一批次的橡胶林种植提供指导；

36、2、本发明通过同一棵橡胶树在光学遥感卫星数据中颜色发生变化，且在高光谱卫星数据中颜色发生变化则判断其出现虫害或其余生理学病变的情况，此时及时通知工作人员进行查看，保证了种植过程中的安全预警。

技术特征：

1.基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述遥感数据获取模块包括遥感数据收集单元和遥感数据预处理单元，所述遥感数据收集单元用于收集不同卫星的遥感数据进行存储，具体表达式如下：

3.根据权利要求2所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据的表达式分别如下：

4.根据权利要求3所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述遥感数据预处理单元用于对遥感数据收集单元的数据进行预处理，具体包括对光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据分别进行处理，其中对光学遥感卫星数据进行处理的步骤如下：

5.根据权利要求4所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述步骤s2中的遥感数据分析模块包括橡胶林生长状况分析单元、采收状况分析单元和植被健康状态分析单元，所述橡胶林生长状况分析单元用于结合激光雷达探测卫星数据对橡胶林生长情况进行计算，得到当前批次的橡胶林生长状况，所述采收状况分析单元用于结合光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据对当前橡胶林的采收情况进行计算，得到当前批次橡胶林的采收情况，所述植被健康状态分析单元用于结合光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据中的数据对橡胶林的健康状况进行计算，得到当前批次植被的健康状态。

6.根据权利要求5所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述橡胶林生长状况分析单元的计算表达式如下：

7.根据权利要求5所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述采收状况分析单元进行计算的表达式如下：

8.根据权利要求5所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述植被健康状态分析单元进行计算的表达式如下：

9.根据权利要求8所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述橡胶树颜色变化的总数的确定具体步骤如下：

10.根据权利要求5所述的基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，其特征在于：所述橡胶林数据评价模块对当前种植的橡胶林的评价计算表达式如下：

技术总结
本发明涉及橡胶林种植技术领域，且公开了基于多源遥感数据的橡胶林信息识别方法，通过遥感数据获取模块对不同卫星拍摄的橡胶林的区域图像进行采集，遥感数据分析模块对遥感数据获取模块中的图像数据进行分析，得到橡胶林的生长状况、采收状况和植被健康状态，橡胶林数据评价模块通过对遥感数据分析模块中的数据进行综合评价。该方法通过分析光学遥感卫星数据、高光谱卫星数据、激光雷达探测卫星数据中的数据，得到橡胶林的生长状况、采收状况和植被健康状态，进而对当前种植的橡胶林情况进行评价，扩大了数据获取的维度和评价的维度，得到了精确的评价数据，明确了当前批次的橡胶林种植情况。

技术研发人员：寇卫利,狄光智,鲁宁,沈华杰,马如平
受保护的技术使用者：西南林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/14