一种基于卫星地图的森林面积测算方法和系统与流程

本发明涉及森林检测，具体是一种基于卫星地图的森林面积测算方法和系统。

背景技术：

1、森林面积测算是林区检测技术领域中的一种常见需求，提供这项服务的方式可以采用无人机，但是，无人机只适合对小面积区域进行测算，对于大区域来说，大都借助卫星地图进行森林面积测算。

2、在借助卫星地图对大区域进行面积测算时，存在一定的效率问题，也即，过高精度下的资源消耗量较高，较低精度下的准确率较低，因此，在现有技术中，在较长的周期下，进行高精度的全局检测，在较短的周期下，进行低精度的快速检测；高精度的全局检测无须多言，但是低精度的快速检测还存在优化空间，一个方向是进一步降低能耗，另一个方向是提高精度，如何在降低能耗的前提下，提高快速检测过程的精度是本发明技术方案想要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于卫星地图的森林面积测算方法和系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于卫星地图的森林面积测算方法，所述方法包括：

4、向卫星服务端发送含有第一精度和划定范围的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第一卫星地图；

5、对所述第一卫星地图进行色值识别，定位森林区域，并计算区域参数；所述区域参数包括区域波动特征和区域面积；所述区域波动特征用于表征区域内的色值变化频率；

6、根据所述区域参数选取在森林区域中选取子区，向卫星服务端发送靶向子区的含有第二精度的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第二卫星地图；其中，第二精度大于第一精度；

7、对第二卫星地图进行特征识别，得到植被类型，根据植被类型和区域参数计算森林面积。

8、作为本发明进一步的方案：所述对所述第一卫星地图进行色值识别，定位森林区域，并计算区域参数的步骤包括：

9、提取第一卫星地图在不同通道下的通道图层；所述通道包括r通道、g通道和b通道；

10、将所述通道图层转换为游程矩阵，计算游程矩阵的均值，基于所述均值计算各个点位的特征值；

11、根据所述特征值在第一卫星地图中定位森林区域，并计算区域参数；

12、所述基于所述均值计算各个点位的特征值的规则为：

13、

14、式中，value为特征值，取值包括1和0；if{}是判断语句；d(i，j)为游程矩阵中点(i，j)的值，e为游程矩阵中的均值，dmax为游程矩阵中的最大值；f(dmax(i，j)-e)是dmax(i，j)-e的增函数。

15、作为本发明进一步的方案：所述根据所述特征值在第一卫星地图中定位森林区域，并计算区域参数的步骤包括：

16、读取每个图层中各个点位的特征值，得到特征图层；

17、对不同通道图层对应的特征图层进行逻辑与运算，根据逻辑与运算结果定位森林区域；

18、在预设的方向上统计森林区域中的特征值变化次数，作为区域波动特征；

19、计算森林区域中的特征值总和，作为区域面积。

20、作为本发明进一步的方案：所述根据所述区域参数选取在森林区域中选取子区，向卫星服务端发送靶向子区的含有第二精度的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第二卫星地图的步骤包括：

21、读取特征值变化次数，根据特征值变化次数计算选取密度；

22、读取区域面积，根据所述区域面积计算子区总面积，根据选取密度对子区总面积进行分配，得到子区；

23、向卫星服务端发送靶向子区的含有第二精度的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第二卫星地图。

24、作为本发明进一步的方案：所述对第二卫星地图进行特征识别，得到植被类型，根据植被类型和区域参数计算森林面积的步骤包括：

25、将所述第二卫星地图输入训练好的特征识别模型，确定植被类型；

26、基于大数据技术查询植被类型的平均尺寸；

27、基于子区对森林区域进行轮廓切分，根据平均尺寸和轮廓切分结果计算含有高度信息的森林面积。

28、作为本发明进一步的方案：所述方法还包括：

29、实时记录单次检测耗时；

30、定时获取卫星服务端公布的全局检测结果，根据全局检测结果计算森林面积的计算准度；

31、根据所述单次检测耗时和计算准度循环调节所述第一精度和第二精度，直至效用值达到预设的数据条件；

32、其中，所述效用值为：

33、x＝αm+βn

34、式中，x为效用值，α和β为修正系数，m为单次检测耗时，n为计算准度；其中，α和β可以为负值。

35、本发明技术方案还提供了一种基于卫星地图的森林面积测算系统，所述系统包括：

36、第一信息获取模块，用于向卫星服务端发送含有第一精度和划定范围的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第一卫星地图；

37、区域参数计算模块，用于对所述第一卫星地图进行色值识别，定位森林区域，并计算区域参数；所述区域参数包括区域波动特征和区域面积；所述区域波动特征用于表征区域内的色值变化频率；

38、第二信息获取模块，用于根据所述区域参数选取在森林区域中选取子区，向卫星服务端发送靶向子区的含有第二精度的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第二卫星地图；其中，第二精度大于第一精度；

39、特征识别模块，用于对第二卫星地图进行特征识别，得到植被类型，根据植被类型和区域参数计算森林面积。

40、作为本发明进一步的方案：所述区域参数计算模块包括：

41、图层提取单元，用于提取第一卫星地图在不同通道下的通道图层；所述通道包括r通道、g通道和b通道；

42、特征值计算单元，用于将所述通道图层转换为游程矩阵，计算游程矩阵的均值，基于所述均值计算各个点位的特征值；

43、特征值应用单元，用于根据所述特征值在第一卫星地图中定位森林区域，并计算区域参数；

44、所述基于所述均值计算各个点位的特征值的规则为：

45、

46、式中，value为特征值，取值包括1和0；if{}是判断语句；d(i，j)为游程矩阵中点(i，j)的值，e为游程矩阵中的均值，dmax为游程矩阵中的最大值；f(dmax(i，j)-e)是dmax(i，j)-e的增函数。

47、作为本发明进一步的方案：所述特征值应用单元包括：

48、读取子单元，用于读取每个图层中各个点位的特征值，得到特征图层；

49、定位子单元，用于对不同通道图层对应的特征图层进行逻辑与运算，根据逻辑与运算结果定位森林区域；

50、变化获取单元，用于在预设的方向上统计森林区域中的特征值变化次数，作为区域波动特征；

51、面积计算单元，用于计算森林区域中的特征值总和，作为区域面积。

52、作为本发明进一步的方案：所述第二信息获取模块包括：

53、密度计算单元，用于读取特征值变化次数，根据特征值变化次数计算选取密度；

54、区域分配单元，用于读取区域面积，根据所述区域面积计算子区总面积，根据选取密度对子区总面积进行分配，得到子区；

55、数据交互单元，用于向卫星服务端发送靶向子区的含有第二精度的信息获取请求，接收卫星服务端下发的第二卫星地图。

56、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在两种精度下梯度式获取卫星地图并进行分析，降低了数据传输量，在此基础上，采用图像识别技术获取植被类型，根据植被类型获取平均高度，将森林面积测量过程的高度测量过程转移至图像本身的识别过程，进一步的提高了识别效率，在保证精度的前提下，进一步的降低了能耗。