技術領域

本發明屬于草地生物量監測領域，具體而言，涉及一種基于無人機遙感圖像的草地地上生物量測算方法及裝置。

背景技術

目前測量草地地上生物量(About Ground Biomass，AGB)的方法主要有地面實測法和遙感估測法兩種。地面實測法的觀測工具主要為樣方框和剪刀，該方法主要依賴于對地面草地樣方生物量的觀測，是一種傳統的觀測方法，雖然觀測精度較高，但是費時費力、效率低，還受諸多人為因素的影響，不適合大范圍的草地生物量估測。

遙感估測法主要基于衛星遙感數字圖像或航空遙感圖像。遙感估測法以植物葉面在可見光及紅外波段的強吸收和強反射特性為基礎，利用遙感植被指數，如歸一化的差值植被指數(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)等，結合地面調查數據和遙感圖像處理系統，構建地上部分生物量統計模型，實現AGB的動態監測，可用于較大范圍的草地生物量動態變化監測。但監測精度低，空間變異大(40％-85％左右)。主要存在以下問題：

(1)受地面觀測樣點數量及代表性的限制，監測模型一般僅適用于一定的空間范圍。遙感反演模型的精度在很大程度上依賴于地面觀測樣點的數量及其代表性，而地面采樣費時費力，成本高昂，可以調查的樣點數量十分有限，模型適用的空間范圍受地面觀測樣點的代表性影響。

(2)監測模型的準確性受地面觀測樣點與衛星觀測數據在時間和空間上匹配性差的影響。由于光學衛星遙感數據受云層等天氣狀況的極大限制，地面觀測受地形、交通等因素的影響，大多數傳統地面樣點觀測與衛星觀測數據在時間上幾乎無法完全匹配；地面觀測樣點面積小，一般采用10m×10m樣地，一個樣地內布設3-5個0.5m×0.5m或1m×1m的樣方，而具有較高空間分辨率的衛星遙感資料(如LANDSAT、SPOT等資料)的時間分辨率較低(LANDSAT為16天)，空間分辨率多為幾十米(如LANDSAT為30m)，空間覆蓋范圍有限，不適合開展草地地上生物量的動態監測；而具有更高時間分辨率而廣泛應用于草地監測的衛星資料(如MODIS等)空間分辨率更低，僅為250m、500m或1000m。因此，地面樣點的可代表的范圍與常用衛星遙感資料在空間上匹配性較差，二者之間存在很大的不一致性。

(3)監測模型是地面觀測的草地地上生物量與對應的遙感圖像計算的植被指數之間的統計模型，基于該模型計算的草地生物量存在一定的不確定性問題。草地生物量遙感監測模型僅采用基于植被指數(如常用的NDVI和EVI(Enhanced Vegetation Index))的統計模型反演生物量。由于遙感植被指數受其自身特點及環境因素的影響，該類模型的精度低(一般僅能反演草地生物量變化的40％-85％左右)，穩定性差。

(4)遙感監測模型的建立,需要在地面調查過程中大量取樣，對草地有一定的破壞性。為了建立草地生物量遙感監測模型，需要開展草地外業調查，將樣方內草地齊地面刈割，并需要在草地生長季開展多年及大范圍的采樣，對草地植被造成一定的破壞性。

綜上所述，傳統遙感監測法(即基于衛星或有人駕駛的航空遙感方法)由于受樣點數量及其空間代表性影響，監測精度低、穩定性差，監測的時效性受遙感圖像接收及處理系統等諸多因素影響，難以實現對草地產草量的實時監測與評價，而且對草地有一點的破壞性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于無人機遙感圖像的草地地上生物量測算方法及裝置，以解決上述的問題。

在本發明的實施例中提供了一種基于無人機遙感圖像的草地地上生物量測算方法，包括：

獲取待監測草地區域的無人機遙感圖像；

根據獲取的無人機遙感圖像獲取待監測草地區域的草地蓋度數據；

獲取待監測草地區域的草層高度數據；

根據獲取的草地蓋度及草層高度數據求取單位面積草地地上生物量。

根據下式求取所述單位面積草地地上生物量：

Bio_grass(x_i,y_i)＝f(height(x_i,y_i),coverage(x_i,y_i))

＝a×height(x_i,y_i)+b×exp(c×coverage(x_i,y_i))+d