一种生态恢复评估方法和生态恢复评估装置制造方法及图纸

一种生态恢复评估方法和生态恢复评估装置，生态恢复评估方法包括：获取各待评估区域的每个时间段内的多个标准NDVI，根据多个标准NDVI数据求和取平均值，以得到各待评估区域的每个时间段的平均值NDVI；获取各待评估区域的每个时间段内的气候数据的平均值，以得到平均值气候数据；以平均值气象数据为自变量，以待评估区域的每个时间段的平均值NDVI因变量进行多元回归方程模拟，根据多元回归方程得到各待评估区域的每个时间段的预测值NDVIpre；将待评估区域的每个时间段的预测值NDVIpre与对应的每个时间段的平均值NDVI做差，以得到多个残差NDVI；每个待评估区域根据其对应的多个残差NDVI形成残差曲线，对各待评估区域对应的残差曲线进行聚类分析。

【技术实现步骤摘要】
一种生态恢复评估方法和生态恢复评估装置
本专利技术涉及生态环境
，特别涉及一种生态恢复评估方法和生态恢复评估装置。
技术介绍
关于NDVI的定量分析即量化人类活动在多大程度上影响NDVI变化，现有技术主要通过残差法和多元线性回归模型法进行评估。残差法中，基于生态区NDVI数据和该区域的降水数据，对NDVI进行回归模拟得到回归方程。根据回归方程计算出的模拟值与实际值做差得到残差，此时的残差即可视作人为因素导致的NDVI变化。该方法自2004年于干旱区的植被退化问题中提出以来，因其科学性得到大部分学者的认可和采用并尝试将其完善，现如今已经成为主流的定量分析方法。第二种方法为多元线性回归模型法，针对生态区的具体情况，选定几个指标直接建立一个多元方程，对方程进行显著性检验，并对相关系数进行显著性检验，用以判断哪种指标对于NDVI的相关性最高，相关性最高的指标即为造成NDVI变化的主要原因。但是，现有技术在生态区域上没有针对性，且没有确定的标准，无法排除因为地域之间水热和地貌差异造成的NDVI变化特征的巨大差异，使得生态区NDVI变化情况各异，不具可比较性，因而难以用于大范围多个生态区的生态恢复成效的对比评价。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种生态恢复评估方法和生态恢复评估装置，能够解决生态区NDVI变化情况各异和不具可比较性的问题。(二)技术方案为解决上述问题，根据本专利技术的一个方面,本专利技术提供了一种生态恢复评估方法，包括：获取多个时间段内多个待评估单元对应的遥感数据和气候数据；对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，获取各所述待评估单元的每个时间段内的多个标准NDVI，根据多个标准NDVI数据求和取平均值，以得到各所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI；获取各所述待评估单元的每个时间段内的气候数据的平均值，以得到平均值气候数据；以所述平均值气象数据为自变量，以所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI因变量进行多元回归方程模拟，根据所述多元回归方程得到各所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre；将所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre与对应的每个时间段的平均值NDVI做差，以得到多个残差NDVI；每个所述待评估单元根据其对应的多个残差NDVI形成残差曲线，对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析。进一步地，所述对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，包括：根据各所述待评估单元的矢量边界；根据矢量边界，采用掩膜法提取各所述待评估单元的标准NDVI。进一步地，所述平均值气候数据包括温度平均值和降水平均值；所述多元回归方程的条件式为：NDVI＝a*P+b*T+c，其中，式中NDVI为平均值NDVI，P代表降水平均值，T代表温度平均值，a、b和c为所述多元回归方程确定的常数。进一步地，所述对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析，包括：基于对各所述待评估单元对应的残差曲线,将多个所述待评估单元对应的残差曲线中曲线走向和变化规律近似的区域进行分析。根据本专利技术的第二个方面,本专利技术提供了一种生态恢复评估装置，所述生态恢复评估装置包括：获取模块，用于获取多个时间段内多个待评估单元对应的遥感数据和气候数据；第一处理模块，用于对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，获取各所述待评估单元的每个时间段内的多个标准NDVI，根据多个标准NDVI数据求和取平均值，以得到各所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI；第二处理模块，用于获取各所述待评估单元的每个时间段内的气候数据的平均值，以得到平均值气候数据；处理模块，用于以所述平均值气象数据为自变量，以所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI为因变量进行多元回归方程模拟，根据所述多元回归方程得到各所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre；计算模块，用于将所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre与对应的每个时间段的平均值NDVI做差，以得到多个残差NDVI；分析模块，用于每个所述待评估单元根据其对应的多个残差NDVI形成残差曲线，对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析。进一步地，所述第一处理模块包括：遥感数据处理单元，用于根据各所述待评估单元的矢量边界；计算单元，根据矢量边界，采用掩膜法提取各所述待评估单元的标准NDVI。进一步地，所述平均值气候数据包括温度平均值和降水平均值；所述多元回归方程的条件式为：NDVI＝a*P+b*T+c，其中，式中NDVI为平均值NDVI，P代表降水平均值，T代表温度平均值，a、b和c为所述多元回归方程确定的常数。进一步地，所述分析模块包括：基于对各所述待评估单元对应的残差曲线,将多个所述待评估单元对应的残差曲线中曲线走向和变化规律近似的区域进行分析。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：1、本专利技术提供了一种生态恢复评估方法，生态恢复评估方法包括：获取多个时间段内多个待评估单元对应的遥感数据和气候数据；对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，获取各所述待评估单元的每个时间段内的多个标准NDVI，根据多个标准NDVI数据求和取平均值，以得到各所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI；获取各所述待评估单元的每个时间段内的气候数据的平均值，以得到平均值气候数据；以所述平均值气象数据为自变量，以所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI为因变量进行多元回归方程模拟，根据所述多元回归方程得到各所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre；将所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre与对应的每个时间段的平均值NDVI做差，以得到多个残差NDVI；每个所述待评估单元根据其对应的多个残差NDVI形成残差曲线，对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析。本申请实施例中，因为GIMMSNDVI数据MODISNDVI数据的分辨率分别为8km和1km，基于研究的待评估单元的最小单元为地市，(地市面积一般为几千平方千米)，通过提取各地市范围对应的遥感数据中的遥感图像，并基于遥感图像的像元值确定该待评估单元的平均值，可以精准的表示该地市的NDVI水平，有利于进行多元回归方程模拟，以更加准确的基于残差曲线对各待评估单元进行聚类分析。进一步，待评估区域包括多个数量的待评估单元，聚类分析可以在众多待评估单元对应的残差曲线中，将残差曲线走向或变化规律近似的归到同一类型(模式)中，这样一来可以将原本较大的研究区域(待评估区域)分割成较小的几个研究区(待评估单元)，可以有利于对几个较小区域的残差曲线进行评估和分析，从而大大消除了不同地域之间的地理差异，便于结果的比较。附图说明图1是本专利技术提供的生态恢复评估方法的一种流程框图；图2是相关技术提供的一种遥感图像；图3是图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生态恢复评估方法，其特征在于，包括：/n获取多个时间段内多个待评估单元对应的遥感数据和气候数据；/n对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，获取各所述待评估单元的每个时间段内的多个标准NDVI，根据多个标准NDVI数据求和取平均值，以得到各所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI；/n获取各所述待评估单元的每个时间段内的气候数据的平均值，以得到平均值气候数据；/n以所述平均值气象数据为自变量，以所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI因变量进行多元回归方程模拟，根据所述多元回归方程得到各所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre；/n将所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre与对应的每个时间段的平均值NDVI做差，以得到多个残差NDVI；/n每个所述待评估单元根据其对应的多个残差NDVI形成残差曲线，对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析。/n

【技术特征摘要】
1.一种生态恢复评估方法，其特征在于，包括：
获取多个时间段内多个待评估单元对应的遥感数据和气候数据；
对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，获取各所述待评估单元的每个时间段内的多个标准NDVI，根据多个标准NDVI数据求和取平均值，以得到各所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI；
获取各所述待评估单元的每个时间段内的气候数据的平均值，以得到平均值气候数据；
以所述平均值气象数据为自变量，以所述待评估单元的每个时间段的平均值NDVI因变量进行多元回归方程模拟，根据所述多元回归方程得到各所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre；
将所述待评估单元的每个时间段的预测值NDVIpre与对应的每个时间段的平均值NDVI做差，以得到多个残差NDVI；
每个所述待评估单元根据其对应的多个残差NDVI形成残差曲线，对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析。


2.如权利要求1所述的生态恢复评估方法，其特征在于，所述对各所述待评估单元的每个时间段内的遥感数据进行预处理，包括：
根据各所述待评估单元的矢量边界；
根据矢量边界，采用掩膜法提取各所述待评估单元的标准NDVI。


3.如权利要求1所述的生态恢复评估方法，其特征在于，
所述平均值气候数据包括温度平均值和降水平均值；
所述多元回归方程的条件式为：NDVI＝a*P+b*T+c，其中，式中NDVI为平均值NDVI，P代表降水平均值，T代表温度平均值，a、b和c为所述多元回归方程确定的常数。


4.如权利要求1所述的生态恢复评估方法，其特征在于，所述对各所述待评估单元对应的残差曲线进行聚类分析，还包括：
基于对各所述待评估单元对应的残差曲线,将多个所述待评估单元对应的残差曲线中曲线走向和变化规律近似的区域进行分析。


5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学珍，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11