[发明专利]一种结合森林干扰与恢复事件的时间序列林龄制图方法

权利要求书

1.一种结合森林干扰与恢复事件的时间序列林龄制图方法，其特征在于，时间序列林龄空间分布制图的技术方案包括如下步骤：

(1)遥感卫星影像数据源获取：

根据用户所需制图范围、年份以及分辨率，获取相应位置、相应年份、相应分辨率的地表反射率影像遥感卫星数据；并且获取相应的森林年龄地面调查数据；

(2)构建森林年龄估算模型：

基于地表反射率数据的原始光谱波段，计算主成分分析变量、光谱指数、缨帽变换及与灰度共生矩阵纹理特征变量；与森林年龄地面调查数据相结合，构建训练集，利用训练集来训练随机森林回归模型。

(3)随机森林算法估算基准年森林年龄空间分布：

在随机森林回归模型训练完成后，将制图范围内非森林的区域掩膜掉，从而基于随机森林回归模型模拟估算得到制图范围内基准年的森林年龄；

(4)改进LandTrendr算法：

扩充LandTrenr算法的输入数据，实现其可调取哨兵(Sentinel)与中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表反射率影像数据，构建相对应的时间序列堆栈数据，即GEE中的影像集合(ImageCollection)对象，再通过此对象计算并分割光谱轨迹，根据轨迹分割算法，从而获得变化年份；

(5)Landsat干扰和趋势检测(LandTrendr)算法检测森林干扰与恢复信息：

设置不同的光谱指数来，基于改进的LandTrendr算法，获取得到不同的森林干扰与恢复发生年份；

(6)集成不同变化年份结果：

(6.1)将不同光谱指数的变化年份结果通过多数投票法整合为一幅影像；

(6.2)将不同光谱指数的结果中后5个波段变量作为随机森林分类模型自变量，并将用户目视解译判别的干扰与恢复信息作为标签，制作森林干扰与恢复训练集，利用训练集来训练随机森林分类模型，模拟森林干扰与恢复的边界区域，模型输出结果为两幅二值栅格图像；

(6.3)最后利用二值栅格图像分别掩膜变化年份集成结果，从而分别获得森林干扰与恢复发生年份空间分布图；

(7)推算时间序列林龄：

首先，通过基准年的森林年龄来计算后一年森林年龄，从LandTrendr森林干扰与恢复发生年份的检测结果中检索出相应的像元，对于后一年受到森林干扰的像元，则该像元值赋予0值，对于后一年森林恢复的像元，则将像元值赋予1值，而对于后一年没有变化的森林像元，则在前一年的年龄值上加1，以此制作后一年的森林年龄空间分布；然后，依次迭代利用前一年林龄得到后一年林龄；最终，完成用户所需要的时间序列森林年龄的制图。

2.根据权利要求1所述的一种结合森林干扰与恢复事件的时间序列林龄制图方法，其特征在于，光谱指数的检测结果中包括6个波段：变化年份，变化幅度，变化持续时间，变化前光谱值，光谱变化率，信噪比。

3.根据权利要求1所述的一种结合森林干扰与恢复事件的时间序列林龄制图方法，其特征在于，多数投票法具体为：当多数元素的个数大于n/2时，则将多数元素的值赋值给该像素。反之，当不存在多数元素，或者多数元素的个数小于n/2时，则将时间序列中检测精度最高的值赋予给该像素；

4.根据权利要求1所述的一种结合森林干扰与恢复事件的时间序列林龄制图方法，其特征在于，步骤(6.2)中，标签分别为：“森林损失/森林未变化”，“森林恢复/森林未变化”。