本发明涉及一种森林物候信息自动观测方法。
背景技术：
森林物候信息与光照、温度等环境因子密切相关，树木的萌动期、生长期、开花期、落叶期等与主要物候期对于森林经营管理、森林防火、森林病虫害防治、森林的生长监测等都有重要意义。通常，森林的物候观测主要通过地面调查完成，对于不同的生长季节，安排不同的观测次数。有些树种在一定的物候期中每天都有变化，需要随时观测。由于森林常常是位于偏远地区，地面观测观测间隔时间较长，很难实现物候的连续观测。现提出一种基于定时照相装置和时间序列相片信息提取温带落叶林物候信息的方法。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种能实现物候连续观测的森林物候信息自动观测方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
(1)相机自动拍照的定时触发控制；
(2)长时间序列、不同时刻获取照片的归类与自动/半自动化处理；
(3)建立森林植被物候相关的植被指数方程；
(4)通过观测时间序列森林植被指数分析物候曲线、确定森林植被物候节点。
作为优选，在步骤1中所述相机自动拍照的定时触发控制包括：相机的快门有计算机程序控制拍照，设定好光圈、快门、感光度，按照设定的时间和时间间隔进行拍照。
作为优选，在步骤2中长时间序列、不同时刻获取照片的归类与自动/半自动化处理包括：相机的文件按照日期和拍照时间进行存储，每天同一时间拍照的相片进行图层合成，形成一个每天同一时间的数据集。
作为优选，在步骤2中建立森林植被物候相关的植被指数方程包括：由于入射光照强度、云层覆盖等因素的影响，不同时间的照片的色彩、强度和饱和度等方面可能都有变化，因此对照片的各个波段的数据进行归一化处理，形成不同波段的亮度百分比数据集，并提取出相关的植被指数，包括总亮度、红光指数、绿光指数、蓝光指数、过绿指数、归一化植被指数等。
作为优选，在步骤4中通过观测时间序列照片和森林植被指数分析物候曲线、确定森林植被物候节点包括：根据图像中对应的森林类型，提取连续时间序列的数据信息，进行曲线散点图制图，获取森林物候的时间曲线，设定物候期节点判定规则，获取物候变化节点的时间信息，确定植被物候期变化的时间节点。
本发明的有益效果是：通常森林物候观测主要是基于人工的、地面长时间序列观测，费时、费力、耗费财力。该技术方案，能够实现森林植被物候信息的自动提取，大大改善了森林物候信息提取的时效性、连续性和准确性，为森林经营管理人员、生态学研究人员掌握森林物候信息提供了有效的自动观测与信息提取方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种森林物候信息自动观测方法的时间序列绿光植被指数的物候曲线图。
具体实施方式
参阅图1所示，一种森林物候信息自动观测方法，包括以下步骤：
(1)相机自动拍照的定时触发控制；包括：相机的快门有计算机程序控制拍照，设定好光圈、快门、曝光，按照设定的时间和时间间隔进行拍照，如iso感光度为100、光圈为f8、快门为1/100。每天上午8点开始拍照，每隔一个小时拍照一次，至下午8点停止拍照，照片以拍照地点+时间信息为文件名字，如bj01_20160621090000.jpg标识为bj01地点2016年6月21日上午9点整拍摄的照片数据。
(2)长时间序列、不同时刻获取照片的归类与自动/半自动化处理。具体内容包括：相机的文件按照日期和拍照时间进行存储，每天同一时间拍照的相片进行图层合成，形成一个每天同一时间的数据集，根据拍照间隔：8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20，形成13个长时间的森林物候数据集。通过脚本文件，将观测周期内同一地点、同一时间观测的照片(如文件名字为bj01_*090000.jpg)的文件提取出来，建立相应观测时间目录(如time-0900)，建立观测期内各个观测时刻的数据集。
(3)建立森林植被物候相关的植被指数方程；包括：由于入射光照强度、云层覆盖等因素的影响，不同时间的照片的色彩、强度和饱和度等方面可能都有变化，因此对照片的各个波段的数据进行归一化处理，形成不同波段的亮度百分比数据集，并提取出相关的植被指数，包括总亮度、红光指数、绿光指数、蓝光指数、过绿指数、归一化植被指数等。具体公式如下：
总亮度z＝r+b+g
红光指数ri＝r/(r+g+b)
绿光指数gi＝g/(r+g+b)
蓝光指数bi＝b/(r+g+b)
过绿指数ggi＝2g-r-b
归一化植被指数ndvi＝(nir-r)/(nir+r)。
(4)通过观测时间序列森林植被指数分析物候曲线、确定森林植被物候节点。包括：根据图像中对应的森林类型，提取连续时间序列的数据信息，进行曲线散点图制图，获取森林物候的时间曲线，设定物候期节点判定规则，获取物候变化节点的时间信息，确定植被物候期变化的时间节点。
本发明的有益效果是：通常森林物候观测主要是基于人工的、地面长时间序列观测，费时、费力、耗费财力。该技术方案，能够实现森林植被物候信息的自动提取，大大改善了森林物候信息提取的时效性、连续性和准确性，为森林经营管理人员、生态学研究人员掌握森林物候信息提供了有效的自动观测与信息提取方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新保护范围为准。