广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所黄金君获国家专利权
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龙图腾网获悉广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所申请的专利结合多源遥感数据和集成模型估算森林地上生物量的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118351444B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410480433.5,技术领域涉及:G06V20/10;该发明授权结合多源遥感数据和集成模型估算森林地上生物量的方法是由黄金君;姚月锋;何文设计研发完成,并于2024-04-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本结合多源遥感数据和集成模型估算森林地上生物量的方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种结合多源遥感数据和集成模型估算森林地上生物量的方法,涉及森林管理技术领域,方法包括:获取预设样地的机载激光雷达数据、高分辨率正射影像和待测研究区的多源遥感数据;将高分辨率正射影像为辅助,根据机载激光雷达数据得到预设样地的森林地上生物量;对多源遥感数据进行特征优选,得到最优遥感特征变量组合;基于极端梯度提升算法、自适应增强算法、随机森林算法和梯度提升决策树算法,根据最优遥感特征变量组合和预设样地的森林地上生物量,构建多个模型并进行堆叠;确定所有模型中精度最优的模型并对待测研究区的森林地上生物量进行估算,得到估算结果。本发明解决了现有技术中森林生物量估算精度低的问题。
本发明授权结合多源遥感数据和集成模型估算森林地上生物量的方法在权利要求书中公布了:1.一种结合多源遥感数据和集成模型估算森林地上生物量的方法,其特征在于,包括: 对待测研究区进行划分,得到若干个样地; 获取预设样地的机载激光雷达数据、高分辨率正射影像和所述待测研究区的多光谱影像、合成孔径雷达影像和DEM影像; 根据所述多光谱影像、合成孔径雷达影像和DEM影像得到所述待测研究区的多源遥感数据; 将所述高分辨率正射影像为辅助,根据所述机载激光雷达数据得到所述预设样地的森林地上生物量; 对所述多源遥感数据中的光谱信息、极化特征因子、纹理信息和地形因子进行特征优选,得到最优遥感特征变量组合; 基于极端梯度提升算法、自适应增强算法、随机森林算法和梯度提升决策树算法,根据所述最优遥感特征变量组合和所述预设样地的森林地上生物量,分别构建第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型和第四生物量预测模型; 基于集成学习方法,根据所述第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型和第四生物量预测模型的输出结果和多层感知器算法构建堆叠预测模型; 确定所述第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型、第四生物量预测模型和所述堆叠预测模型中精度最优的预测模型; 根据确定好的精度最优的预测模型,对待测研究区的森林地上生物量进行估算,得到估算结果; 基于集成学习方法,根据所述第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型和第四生物量预测模型的输出结果和多层感知器算法构建堆叠预测模型,包括: 根据网络搜索的方式对所述第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型和第四生物量预测模型进行参数优化,得到第一优化模型、第二优化模型、第三优化模型和第四优化模型; 基于集成学习方法,根据所述第一优化模型、第二优化模型、第三优化模型和第四优化模型的输出结果得到初始模型; 将所述多层感知器算法作为元模型并对所述初始模型的输出结果进行训练以构建堆叠预测模型; 确定所述第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型、第四生物量预测模型和所述堆叠预测模型中精度最优的预测模型,包括: 计算得到决定系数和均方根误差; 利用所述决定系数和所述均方根误差对所述第一生物量预测模型、第二生物量预测模型、第三生物量预测模型、第四生物量预测模型和堆叠预测模型进行精度评价,得到评价结果; 根据所述评价结果确定精度最优的预测模型; 所述根据所述机载激光雷达数据得到所述预设样地的森林地上生物量,包括: 对所述机载激光雷达数据进行预处理并根据预处理后的机载激光雷达数据,基于单木分割算法得到所述预设样地的单木预测树高; 构建树高胸径预测模型; 将所述单木预测树高输入树高胸径预测模型中,得到预设样地中的单木预测胸径; 根据所述单木预测胸径和所述单木预测树高得到所述预设样地的森林地上生物量; 对所述机载激光雷达数据进行预处理并根据预处理后的机载激光雷达数据,基于单木分割算法得到所述预设样地的单木预测树高,包括: 基于空间距离的去噪算法去除机载激光雷达数据原始点云中的噪声点,得到第一预处理数据; 利用改进的渐进三角网滤波算法对第一激光雷达数据进行分类地面点,得到第二预处理数据; 根据地面点对所述第二预处理数据进行归一化处理并利用区域增长结合阈值判断算法得到单木预测树高; 还包括:对预设样地中的树木进行每木检尺,得到每株单木的实测胸径、实测树高和实测坐标; 根据所述每株单木的实测胸径、实测树高和实测坐标确定预设样地的实测森林地上生物量; 根据所述实测森林地上生物量对所述估算结果进行验证。
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