本發(fā)明涉及一種森林物候信息自動觀測方法。
背景技術(shù)：
森林物候信息與光照、溫度等環(huán)境因子密切相關，樹木的萌動期、生長期、開花期、落葉期等與主要物候期對于森林經(jīng)營管理、森林防火、森林病蟲害防治、森林的生長監(jiān)測等都有重要意義。通常，森林的物候觀測主要通過地面調(diào)查完成，對于不同的生長季節(jié)，安排不同的觀測次數(shù)。有些樹種在一定的物候期中每天都有變化，需要隨時觀測。由于森林常常是位于偏遠地區(qū)，地面觀測觀測間隔時間較長，很難實現(xiàn)物候的連續(xù)觀測。現(xiàn)提出一種基于定時照相裝置和時間序列相片信息提取溫帶落葉林物候信息的方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能實現(xiàn)物候連續(xù)觀測的森林物候信息自動觀測方法。
為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
包括以下步驟：
(1)相機自動拍照的定時觸發(fā)控制；
(2)長時間序列、不同時刻獲取照片的歸類與自動/半自動化處理；
(3)建立森林植被物候相關的植被指數(shù)方程；
(4)通過觀測時間序列森林植被指數(shù)分析物候曲線、確定森林植被物候節(jié)點。
作為優(yōu)選，在步驟1中所述相機自動拍照的定時觸發(fā)控制包括：相機的快門有計算機程序控制拍照，設定好光圈、快門、感光度，按照設定的時間和時間間隔進行拍照。
作為優(yōu)選，在步驟2中長時間序列、不同時刻獲取照片的歸類與自動/半自動化處理包括：相機的文件按照日期和拍照時間進行存儲，每天同一時間拍照的相片進行圖層合成，形成一個每天同一時間的數(shù)據(jù)集。
作為優(yōu)選，在步驟2中建立森林植被物候相關的植被指數(shù)方程包括：由于入射光照強度、云層覆蓋等因素的影響，不同時間的照片的色彩、強度和飽和度等方面可能都有變化，因此對照片的各個波段的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，形成不同波段的亮度百分比數(shù)據(jù)集，并提取出相關的植被指數(shù)，包括總亮度、紅光指數(shù)、綠光指數(shù)、藍光指數(shù)、過綠指數(shù)、歸一化植被指數(shù)等。
作為優(yōu)選，在步驟4中通過觀測時間序列照片和森林植被指數(shù)分析物候曲線、確定森林植被物候節(jié)點包括：根據(jù)圖像中對應的森林類型，提取連續(xù)時間序列的數(shù)據(jù)信息，進行曲線散點圖制圖，獲取森林物候的時間曲線，設定物候期節(jié)點判定規(guī)則，獲取物候變化節(jié)點的時間信息，確定植被物候期變化的時間節(jié)點。
本發(fā)明的有益效果是：通常森林物候觀測主要是基于人工的、地面長時間序列觀測，費時、費力、耗費財力。該技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)森林植被物候信息的自動提取，大大改善了森林物候信息提取的時效性、連續(xù)性和準確性，為森林經(jīng)營管理人員、生態(tài)學研究人員掌握森林物候信息提供了有效的自動觀測與信息提取方法。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明一種森林物候信息自動觀測方法的時間序列綠光植被指數(shù)的物候曲線圖。
具體實施方式
參閱圖1所示，一種森林物候信息自動觀測方法，包括以下步驟：
(1)相機自動拍照的定時觸發(fā)控制；包括：相機的快門有計算機程序控制拍照，設定好光圈、快門、曝光，按照設定的時間和時間間隔進行拍照，如iso感光度為100、光圈為f8、快門為1/100。每天上午8點開始拍照，每隔一個小時拍照一次，至下午8點停止拍照，照片以拍照地點+時間信息為文件名字，如bj01_20160621090000.jpg標識為bj01地點2016年6月21日上午9點整拍攝的照片數(shù)據(jù)。
(2)長時間序列、不同時刻獲取照片的歸類與自動/半自動化處理。具體內(nèi)容包括：相機的文件按照日期和拍照時間進行存儲，每天同一時間拍照的相片進行圖層合成，形成一個每天同一時間的數(shù)據(jù)集，根據(jù)拍照間隔：8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20，形成13個長時間的森林物候數(shù)據(jù)集。通過腳本文件，將觀測周期內(nèi)同一地點、同一時間觀測的照片(如文件名字為bj01_*090000.jpg)的文件提取出來，建立相應觀測時間目錄(如time-0900)，建立觀測期內(nèi)各個觀測時刻的數(shù)據(jù)集。
(3)建立森林植被物候相關的植被指數(shù)方程；包括：由于入射光照強度、云層覆蓋等因素的影響，不同時間的照片的色彩、強度和飽和度等方面可能都有變化，因此對照片的各個波段的數(shù)據(jù)進行歸一化處理，形成不同波段的亮度百分比數(shù)據(jù)集，并提取出相關的植被指數(shù)，包括總亮度、紅光指數(shù)、綠光指數(shù)、藍光指數(shù)、過綠指數(shù)、歸一化植被指數(shù)等。具體公式如下：
總亮度z＝r+b+g
紅光指數(shù)ri＝r/(r+g+b)
綠光指數(shù)gi＝g/(r+g+b)
藍光指數(shù)bi＝b/(r+g+b)
過綠指數(shù)ggi＝2g-r-b
歸一化植被指數(shù)ndvi＝(nir-r)/(nir+r)。
(4)通過觀測時間序列森林植被指數(shù)分析物候曲線、確定森林植被物候節(jié)點。包括：根據(jù)圖像中對應的森林類型，提取連續(xù)時間序列的數(shù)據(jù)信息，進行曲線散點圖制圖，獲取森林物候的時間曲線，設定物候期節(jié)點判定規(guī)則，獲取物候變化節(jié)點的時間信息，確定植被物候期變化的時間節(jié)點。
本發(fā)明的有益效果是：通常森林物候觀測主要是基于人工的、地面長時間序列觀測，費時、費力、耗費財力。該技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)森林植被物候信息的自動提取，大大改善了森林物候信息提取的時效性、連續(xù)性和準確性，為森林經(jīng)營管理人員、生態(tài)學研究人員掌握森林物候信息提供了有效的自動觀測與信息提取方法。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新保護范圍為準。