CN109029370A - 一种量化区域草地放牧强度的遥感方法 - Google Patents

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Abstract

一种量化区域草地放牧强度的遥感方法是获取研究区域的研究年份的MCD12Q1数据；提取研究区域的研究年份的草地覆盖图；获取研究区域研究时段的两期MOD13A2数据；提取研究区域研究时段的两期植被指数NDVI图；计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值图；计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值归一化图；划分研究区域研究时段的放牧强度。本发明构建了量化大区域范围草地放牧强度的遥感方法，克服了传统方法定性研究草地放牧强度的局限性，实现了基于卫星遥感数据的大区域范围草地放牧强度的快速、高效、低廉、准确量化，定量给出了研究区域内草地放牧强度的时间、地点及其程度。

Description

一种量化区域草地放牧强度的遥感方法
技术领域
本发明涉及一种量化区域草地放牧强度的遥感方法，尤其是一种利用卫星遥感数据快速、高效、低廉、准确量化大区域尺度草地放牧强度的方法。
背景技术
放牧是草地生态系统最主要的利用方式，本专利申请所涉及的草地放牧强度也正是指放牧牲畜为主的放牧强度，准确量化草地放牧强度对于科学合理利用草地资源以及草地可持续发展具有重要意义，传统的草地放牧强度监测主要依赖于常规的地面采样方法，但费时费力，且难以大面积开展；遥感技术的发展为草地放牧强度的时空监测提供了新的技术手段，尤其为大区域尺度的快速监测提供了可能，在当前全球气候变化与草地严重退化的背景下，亟需发明一种快速、高效、低廉、准确的标准方法来量化区域草地的放牧强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量化区域草地放牧强度的遥感方法，以克服现有的方法无法准确量化大区域尺度草地放牧强度的不足。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种量化区域草地放牧强度的遥感方法，其特征在于：所述方法是按步骤进行如下：
1）获取研究区域的研究年份的MCD12Q1数据
下载研究区域的研究年份的MODIS陆地产品MCD12Q1数据，使用MRT软件将MCD12Q1数据进行格式与地图投影转换，HDF格式转换为TIFF格式，正弦曲线地图投影转换为WGS84/Albers地图投影；
2) 提取研究区域的研究年份的草地覆盖图
依据上述步骤1）获取的MCD12Q1陆地产品数据，提取研究区域的研究年份的草地覆盖图，并进行重采样，空间分辨率1 km ×1 km，数据格式为TIFF格式，投影为WGS84/AlbersEqual Area Conic；
3) 获取研究区域研究时段的两期MOD13A2数据
下载研究区域的研究时段的两期MODIS陆地产品MOD13A2数据，使用MRT软件将MOD17A2数据进行格式与地图投影转换，HDF格式转换为TIFF格式，正弦曲线地图投影转换为WGS84/Albers地图投影；
4) 提取研究区域研究时段的两期植被指数NDVI图
以上述步骤2）获取的草地覆盖图为底图，依据上述步骤3）获取的MOD14A3陆地产品数据，提取研究区域研究时段的两期植被指数NDVI，空间分辨率1 km ×1 km，数据格式为TIFF格式，投影为WGS84/Albers Equal Area Conic；
5) 计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值图
依据上述步骤4）计算的研究时段的两期植被指数NDVI图，利用后一时段的植被指数NDVI减去前一时段的植被指数NDVI，生成研究区域研究时段的植被指数NDVI差值图；
6）计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值归一化图
依据上述步骤5）计算的研究时段的植被指数NDVI差值，除以前一时段的植被指数NDVI，生成研究区域研究时段的植被指数NDVI差值归一化图，数值的大小代表该栅格草地区域的放牧强度，数值越大，放牧强度越小，数值越小，放牧强度越大；
7）划分研究区域研究时段的放牧强度
依据上述步骤6）计算的研究时段的植被指数NDVI差值归一化图，对研究区域研究时段的放牧强度进行等级划分，归一化值大于20%的区域，划分为适度放牧；归一化值在0-20%之间的区域，划分为轻度放牧；归一化值在-20-0%之间的区域，划分为中度放牧；归一化值小于-20%的区域，划分为重度放牧。
实施本发明上述所提供的一种量化区域草地放牧强度的遥感方法，与现有技术相比，本发明挖掘了遥感卫星数据的应用潜力，构建了量化大区域范围草地放牧强度的遥感方法，克服了传统方法定性研究草地放牧强度的局限性。与传统的量化草地放牧强度的研究方法相比，本方法可以定量给出研究区域内草地放牧强度的时间、地点及其程度。本方法实现了基于卫星遥感数据的大区域范围草地放牧强度的快速、高效、低廉、准确量化。
附图说明
图1是本发明实施案例所述的一种量化区域草地放牧强度的遥感方法中计算的苏尼特左旗草原放牧强度等级分布图。
具体实施方式
下面通过一种量化苏尼特左旗草原放牧强度的应用案例，对本发明的具体实施方法作进一步说明。
实施一种量化区域草地放牧强度的遥感方法是按下列步骤进行的：
步骤一、获取研究区域的研究年份的MCD12Q1数据
下载研究区域的2010年MODIS陆地产品MCD12Q1数据，使用MRT软件将MCD12Q1数据进行格式与地图投影转换，HDF格式转换为TIFF格式，正弦曲线地图投影转换为WGS84/Albers地图投影；
步骤二、提取研究区域的研究年份的草地覆盖图
依据上述步骤一获取的MCD12Q1陆地产品数据，提取研究区域的2010年草地覆盖图，并进行重采样，空间分辨率1 km ×1 km，数据格式为TIFF格式，投影为WGS84/Albers EqualArea Conic；
步骤三、获取研究区域研究时段的两期MOD13A2数据
下载研究区域的2010年7月12日与2010年7月28日两个时段的MODIS陆地产品MOD13A2数据，使用MRT软件将MOD17A2数据进行格式与地图投影转换，HDF格式转换为TIFF格式，正弦曲线地图投影转换为WGS84/Albers地图投影；
步骤四、提取研究区域研究时段的两期植被指数NDVI图
以上述步骤二获取的草地覆盖图为底图，依据上述步骤三获取的MOD14A3陆地产品数据，提取研究区域2010年7月12日与2010年7月28日的两期植被指数NDVI，空间分辨率1 km×1 km，数据格式为TIFF格式，投影为WGS84/Albers Equal Area Conic；
步骤五、计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值图
依据上述步骤四计算的2010年7月12日与2010年7月28日两期植被指数NDVI图，利用2010年7月28日的植被指数NDVI减去2010年7月12日的植被指数NDVI，生成研究区域2010年7月12日与2010年7月28日的植被指数NDVI差值图；
步骤六、计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值归一化图
依据上述步骤五计算的2010年7月12日与2010年7月28日两个时段的植被指数NDVI差值，除以2010年7月12日的植被指数NDVI，生成研究区域2010年7月12日与2010年7月28日的植被指数NDVI差值归一化图，数值的大小代表该栅格草地区域的放牧强度，数值越大，放牧强度越小，数值越小，放牧强度越大；
步骤七、划分研究区域研究时段的放牧强度
依据上述步骤六计算的2010年7月12日与2010年7月28日的植被指数NDVI差值归一化图，对研究区域2010年7月12日与2010年7月28日期间的放牧强度进行等级划分，如图1所示，归一化值大于20%的区域，划分为适度放牧；归一化值在0~20%之间的区域，划分为轻度放牧；归一化值在-20-0%之间的区域，划分为中度放牧；归一化值小于-20%的区域，划分为重度放牧。

Claims (1)

1.一种量化区域草地放牧强度的遥感方法，其特征在于：所述方法是按步骤进行如下：
1）获取研究区域的研究年份的MCD12Q1数据
下载研究区域的研究年份的MODIS陆地产品MCD12Q1数据，使用MRT软件将MCD12Q1数据进行格式与地图投影转换，HDF格式转换为TIFF格式，正弦曲线地图投影转换为WGS84/Albers地图投影；
2) 提取研究区域的研究年份的草地覆盖图
依据上述步骤1）获取的MCD12Q1陆地产品数据，提取研究区域的研究年份的草地覆盖图，并进行重采样，空间分辨率1 km ×1 km，数据格式为TIFF格式，投影为WGS84/AlbersEqual Area Conic；
3) 获取研究区域研究时段的两期MOD13A2数据
下载研究区域的研究时段的两期MODIS陆地产品MOD13A2数据，使用MRT软件将MOD17A2数据进行格式与地图投影转换，HDF格式转换为TIFF格式，正弦曲线地图投影转换为WGS84/Albers地图投影；
4) 提取研究区域研究时段的两期植被指数NDVI图
以上述步骤2）获取的草地覆盖图为底图，依据上述步骤3）获取的MOD14A3陆地产品数据，提取研究区域研究时段的两期植被指数NDVI，空间分辨率1 km ×1 km，数据格式为TIFF格式，投影为WGS84/Albers Equal Area Conic；
5) 计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值图
依据上述步骤4）计算的研究时段的两期植被指数NDVI图，利用后一时段的植被指数NDVI减去前一时段的植被指数NDVI，生成研究区域研究时段的植被指数NDVI差值图；
6）计算研究区域研究时段的植被指数NDVI差值归一化图
依据上述步骤5）计算的研究时段的植被指数NDVI差值，除以前一时段的植被指数NDVI，生成研究区域研究时段的植被指数NDVI差值归一化图，数值的大小代表该栅格草地区域的放牧强度，数值越大，放牧强度越小，数值越小，放牧强度越大；
7）划分研究区域研究时段的放牧强度
依据上述步骤6）计算的研究时段的植被指数NDVI差值归一化图，对研究区域研究时段的放牧强度进行等级划分，归一化值大于20%的区域，划分为适度放牧；归一化值在0-20%之间的区域，划分为轻度放牧；归一化值在-20-0%之间的区域，划分为中度放牧；归一化值小于-20%的区域，划分为重度放牧。
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