【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及返青期估算，尤其是涉及一种高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法、装置及设备。
技术介绍
1、草地返青期是草地生态系统中植物由休眠状态进入快速生长期的重要生物节律指标，直接影响草地生产力、碳循环以及生态系统服务功能。准确掌握草地返青期的时空变化特征，对于应对气候变化、指导草地管理以及优化生态保护具有重要意义。然而，由于草地类型多样、地形复杂以及气候变化的不确定性，传统的地面观测方法难以实现大范围、高频率的草地返青期监测。卫星遥感技术以其大尺度覆盖、多时相观测和多源数据融合的优势，为草地返青期反演提供了重要手段。
2、近年来，基于卫星遥感的草地返青期反演技术得到了快速发展，主要依赖于光学遥感、微波遥感以及多源数据融合等多种手段。典型的研究方法包括利用植被指数（如归一化植被指数ndvi、增强植被指数evi）等光学遥感特征，通过时间序列分析提取植被生长的关键物候点。目前，针对长时间序列的遥感数据进行草地返青期反演的方法多种多样，包括阈值法、绝对值法、斜率法和曲线拟合法。斜率法通过对植被指数曲线进行一阶求导，识别出植被生长的返青和枯黄时间，适用于生长状态稳定、受外部环境影响较小的物候提取，但当外部条件变化影响物候时，准确度下降。曲线拟合法基于数学模型对植被生长过程进行拟合，适用于变化较小且植被状况良好的地区，对低植被覆盖区域准确度较低，不适合高海波复杂地形的草地。绝对值法通过取某一绝对值作为生长的开始或结束，由于年份间植被生长差异，与实际情况误差较大。阈值法通过设定固定的阈值或者动态阈值来获得植被开始时间和结束
3、尽管已有多种方法可用于草地返青期的估算，但大多数技术主要适用于植被生长状况良好且地势较为平坦的广阔区域。而在对于高海拔地形复杂区（诸如西藏地区），由于其独特的自然地理条件和复杂的高海拔地形，加之生态环境的脆弱性与敏感性，高海拔地形复杂区成为全球气候变化的敏感地带。高海拔地形复杂区的草地植被物候信息及其对气候变化的响应，不仅具有重要的生态意义，也是全球变化研究的热点之一。然而，目前尚缺乏一种能够适应高海拔、地形复杂地区的草地返青期遥感监测方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法、装置及设备，有效解决了传统阈值方法在高海拔、地形复杂地区适应性不足的问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，包括：
3、对高海拔复杂地形区对应的卫星遥感影像进行预处理，并基于预处理后的卫星遥感影像构建高海拔复杂地形区对应的初始长时序植被指数集；
4、对初始长时序植被指数集分别进行局部拟合和全局拟合，以重构初始长时序植被指数集，得到高海拔复杂地形区对应的目标长时序植被指数集；
5、对高海拔复杂地形区进行地理分区，并基于高海拔复杂地形区对应的目标长时序植被指数集、背景场植被指数阈值和地理分区，确定高海拔复杂地形区对应的返青期估算结果。
6、在一种实施方式中，初始长时序植被指数集包括高海拔复杂地形区内每个像元对应的初始长时序植被指数子集；对初始长时序植被指数集分别进行局部拟合和全局拟合，以重构初始长时序植被指数集，得到高海拔复杂地形区对应的目标长时序植被指数集，包括：
7、对每个像元对应的初始长时序植被指数子集执行如下操作：
8、针对该像元对应的初始长时序植被指数子集建立滑动窗口，对位于滑动窗口内的植被指数进行局部拟合，移动滑动窗口并继续对位于移动后的滑动窗口内的植被指数进行局部拟合，直至对该像元对应的初始长时序植被指数子集内每个植被指数均进行局部拟合，得到该像元对应的局部长时序植被指数子集；
9、以及，确定该像元对应的初始长时序植被指数子集所表征的全局趋势信息，并结合非对称高斯函数对初始长时序植被指数子集进行全局拟合，得到该像元对应的全局长时序植被指数子集；
10、对该像元对应的局部长时序植被指数子集和全局长时序植被指数子集进行加权重构，得到该像元对应的目标长时序植被指数子集。
11、在一种实施方式中，对位于滑动窗口内的植被指数进行局部拟合，包括：
12、利用位于滑动窗口内的多个植被指数，对卷积运算的参数值进行拟合；
13、基于拟合得到的参数值，对位于滑动窗口的中心点处的植被指数进行卷积运算；
14、利用卷积运算得到的新的植被指数，替换位于滑动窗口的中心点处的植被指数，实现对位于滑动窗口内的植被指数进行局部拟合。
15、在一种实施方式中，确定该像元对应的初始长时序植被指数子集所表征的全局趋势信息，并结合非对称高斯函数对初始长时序植被指数子集进行全局拟合，得到该像元对应的全局长时序植被指数子集，包括：
16、确定该像元对应的初始长时序植被指数子集对应的振幅和植被指数标准差，以通过振幅和植被指数标准差表征全局趋势信息；
17、通过非对称高斯函数，基于初始长时序植被指数子集对应的时间信息、振幅、植被指数标准差和非对称高斯函数的中心点，对初始长时序植被指数子集进行全局拟合，得到该像元对应的全局长时序植被指数子集。
18、在一种实施方式中，基于高海拔复杂地形区对应的目标长时序植被指数集、背景场植被指数阈值和地理分区，确定高海拔复杂地形区对应的返青期估算结果，包括：
19、获取高海拔复杂地形区对应的历史长时序植被指数集，对历史长时序植被指数集进行滚动均值合成，得到背景场植被指数阈值；
20、根据高海拔复杂地形区内每个地理分区对应的返青期阈值，以及高海拔复杂地形区对应的目标长时序植被指数集和背景场植被指数阈值，对高海拔复杂地形区进行逐像元返青期估算，得到高海拔复杂地形区对应的返青期估算结果；其中，返青期估算结果包括高海拔复杂地形区内每个像元进入返青期的日期。
21、在一种实施方式中，目标长时序植被指数集包括高海拔复杂地形区内每个像元对应的目标长时序植被指数子集；根据高海拔复杂地形区内每个地理分区对应的返青期阈值，以及高海拔复杂地形区对应的目标长时序植被指数集和背景场植被指数阈值，对高海拔复杂地形区进行逐像元返青期估算，得到高海拔复杂地形区对应的返青期估算结果，包括：
22、对每个像元对应的目标长时序植被指数子集执行如下操作：
23、确定该像元对应的目标长时序植被指数子集内的每个植被指数，相对于背景场植被指数阈值的植被指数增幅；
24、基于每个植被指数增幅和该像元所处地理分区对应的返青期阈值，确定该像元进入返青期的日期。
25、在一种实施方式中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，对位于所述滑动窗口内的植被指数进行局部拟合，包括：
3.根据权利要求1所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，确定该像元对应的所述初始长时序植被指数子集所表征的全局趋势信息，并结合非对称高斯函数对所述初始长时序植被指数子集进行全局拟合，得到该像元对应的全局长时序植被指数子集，包括：
4.根据权利要求1所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，基于所述高海拔复杂地形区对应的所述目标长时序植被指数集、背景场植被指数阈值和所述地理分区，确定所述高海拔复杂地形区对应的返青期估算结果，包括：
5.根据权利要求4所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，所述目标长时序植被指数集包括所述高海拔复杂地形区内每个像元对应的目标长时序植被指数子集；根据所述高海拔复杂地形区内每个地理分区对应的返青期阈值，以及所述高海拔复杂地形区对应的所述目标长时序植被指数集和所述
6.根据权利要求5所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，基于每个所述植被指数增幅和该像元所处地理分区对应的返青期阈值，确定该像元进入返青期的日期，包括：
7.一种高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测装置，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至6任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，对位于所述滑动窗口内的植被指数进行局部拟合，包括：
3.根据权利要求1所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，确定该像元对应的所述初始长时序植被指数子集所表征的全局趋势信息，并结合非对称高斯函数对所述初始长时序植被指数子集进行全局拟合，得到该像元对应的全局长时序植被指数子集，包括：
4.根据权利要求1所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，基于所述高海拔复杂地形区对应的所述目标长时序植被指数集、背景场植被指数阈值和所述地理分区，确定所述高海拔复杂地形区对应的返青期估算结果，包括：
5.根据权利要求4所述的高海拔复杂地形区草地返青期遥感监测方法，其特征在于，所述目标长时序植被指数集包括所述高海拔复杂地形区内每个像元对应的目标长时序植被指数子集；根据所述高...
【专利技术属性】
技术研发人员：拉巴，王宇翔，廖通逵，魏云霞，白玛央宗，益西卓玛，曾林，边巴次仁，焦元佳，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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