一種基于遙感影像的分層二階抽樣方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于遙感影像的分層二階抽樣方法。由分層抽樣、二階抽樣、簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣組成分層二階抽樣，其中分層抽樣用低分辨率遙感圖像和中等分辨率遙感圖像，分別對(duì)兩幅不同分辨率的影像進(jìn)行分層，在低分辨率遙感圖像進(jìn)行一階抽樣抽中得樣本單元所對(duì)應(yīng)的中等分辨率遙感圖像進(jìn)行抽樣；利用分層抽樣、二階抽樣和隨機(jī)抽樣組成分層二階抽樣，選擇兩幅不同分辨率的遙感影像，對(duì)遙感影像進(jìn)行分層后進(jìn)行抽樣，對(duì)低分辨率遙感圖像的分層進(jìn)行一階抽樣，對(duì)中等分辨率遙感圖像進(jìn)行二階抽樣，分層二階抽樣方法簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、減少了工作量，提高了調(diào)查精度，提高了工作效率。
【專利說明】一種基于遙感影像的分層二階抽樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種森林資源監(jiān)測(cè)中遙感抽樣的方法，特別是一種森林遙感分層二階抽樣及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的森林資源監(jiān)測(cè)中，森林蓄積量精度好、效率高的估測(cè)一直是一個(gè)難以解決的問題，通常采用地面抽樣(簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣、分層抽樣、二階抽樣等)抽樣方式或利用遙感判讀方式直接解譯遙感圖像根據(jù)面積對(duì)蓄積量進(jìn)行推斷，以上的各種方法均存在著其缺
點(diǎn)
①林區(qū)中單獨(dú)借助地面數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣時(shí)，要對(duì)總體事先有一定的認(rèn)識(shí)或者必須有以前的地面小班資料受到許多因素的限制，限制了抽樣方法的使用；
②遙感判讀的方式直接解譯遙感圖像根據(jù)面積對(duì)蓄積量進(jìn)行推斷，單位內(nèi)不同樹種間的蓄積量方差比較大，造成對(duì)蓄積量的估計(jì)偏差比較大，從而限制了遙感的在估測(cè)森林蓄積量上的使用；
③分層抽樣效率不高，二階抽樣精度較低。
[0003]所以在森林蓄積量估測(cè)過程中傳統(tǒng)抽樣如分層抽樣、二階抽樣的調(diào)查方法易受先驗(yàn)知識(shí)、調(diào)查費(fèi)用的限制，而使單獨(dú)使用遙感又會(huì)受到估測(cè)效率和精度的限制，難以達(dá)到預(yù)想的效果，因此，實(shí)現(xiàn)林業(yè)低成本高精度的抽樣調(diào)查成為本領(lǐng)域科技人員急待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有抽樣調(diào)查方法在森林蓄積量估測(cè)過程不可避免地帶來的很多不便，提高調(diào)查精度和工作效率，本發(fā)明的目的是提供一種林業(yè)遙感分層二階抽樣及其使用方法，實(shí)現(xiàn)在一定區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的條件下費(fèi)用較低、速度快、精度高，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:由兩幅不同空間分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)與分層二階抽樣組成遙感分層二階抽樣方法，其中遙感數(shù)據(jù)用低分辨率遙感數(shù)據(jù)影像和中等分辨率遙感數(shù)據(jù)影像，首先，將低分辨率的遙感影像進(jìn)行分層并對(duì)遙感圖像進(jìn)行重采樣成所需要的分辨率且兩種遙感影像見成分辨率成倍數(shù)關(guān)系；然后，對(duì)低分辨率遙感圖像的不同層進(jìn)行隨機(jī)抽樣即一階抽樣，在一階抽樣抽中樣本所對(duì)應(yīng)的中等分辨率的遙感圖像進(jìn)行隨機(jī)抽樣即二階抽樣；最后，對(duì)分層二階抽樣隨機(jī)產(chǎn)生樣本點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的樣地進(jìn)行清查，得出實(shí)測(cè)各樹種的蓄積量數(shù)據(jù)，再根據(jù)樣地與中等分辨率遙感影像之間的關(guān)系、中等分辨率遙感影像與低分辨率遙感影像之間的關(guān)系反演需要測(cè)定地區(qū)的森林蓄積量。
[0006]一種實(shí)現(xiàn)遙感對(duì)森林蓄積量估測(cè)方法，首先，對(duì)中低分辨率遙感數(shù)據(jù)影像進(jìn)行分層，對(duì)不同的層進(jìn)行抽樣；然后，在中低分辨率遙感數(shù)據(jù)影像分層抽取一定范圍的樣本，在中等分辨率遙感數(shù)據(jù)影像上抽取樣本，低分辨率遙感數(shù)據(jù)影像上抽樣為一階抽樣，中等分辨率遙感數(shù)據(jù)影像上抽樣為二階抽樣；最后，由遙感分層二階抽樣數(shù)學(xué)模型I=-H求的層平均數(shù)
【權(quán)利要求】
1.在一種基于遙感影像的分層二階抽樣方法，其特征是:由分層抽樣和二階抽樣組成，其中層平均數(shù)為？h = + Σ&yhi ;總體平均數(shù):=_ vll w =;層平均數(shù)方差:
nh -y ~ 2*=1 whFhS2；fh)---2 ;總體平均數(shù)方差:s|j =Z|=1W|S^ ;式中:L—層數(shù)；ffh—h層的面積全重；nh---第h層一階單元數(shù);於4 —h層第j個(gè)一階單元平均數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感影像的分層二階抽樣方法，其特征是:分層抽樣與二階抽樣組成遙感分層二階抽樣，其中分層抽樣的目的是為了提高抽樣精度，二階抽樣目的是為了提高效率，分層抽樣與二階抽樣結(jié)合分層二階抽樣，分層二階抽樣既能提高抽樣精度又能提高抽樣效率。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的基于遙感影像的分層二階抽樣，其特征是:首先，將低分辨率的遙感影像進(jìn)行分層并對(duì)遙感圖像進(jìn)行重采樣成所需要的分辨率且二種遙感影像見成分辨率成倍數(shù)關(guān)系；然后，對(duì)低分辨率遙感圖像進(jìn)行對(duì)不同的層進(jìn)行隨機(jī)抽樣即一階抽樣，在一階抽樣抽中樣本所對(duì)應(yīng)的中等分辨率的遙感圖像進(jìn)行隨機(jī)抽樣即二階抽樣；最后，對(duì)分層二階抽樣隨機(jī)產(chǎn)生樣本點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的樣地進(jìn)行清查，得出實(shí)測(cè)各樹種的蓄積量數(shù)據(jù)，再根據(jù)樣地與中等分辨率遙感影像之間的關(guān)系、中等分辨率遙感影像與低分辨率遙感影像之間的關(guān)系反演需要測(cè)定地區(qū)的森林蓄積量；由公式可以求出層平均數(shù)、總體平均數(shù)、層平均數(shù)方差、總體平均數(shù)方差，其計(jì)算公式:層平均數(shù):? =;總體平均數(shù):I = ZL1WhIh ;層平均數(shù)方差:s2:fh)-h)2 ;總體平均數(shù)方差:s@ = Zh= IWlS1JWj3 ；式中:L一層數(shù);Wh — h層的面積權(quán)`重；nh—第h層的一階單元數(shù);丸|一h層第j個(gè)一階單元平均數(shù)；由層平均數(shù)利用公式f = S^1NlJb計(jì)算總體估計(jì)值，由層平均數(shù)和層平均方差利用公式n =即可得到分層抽樣的樣本單元數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103778623SQ201310575906
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】張曉麗, 李宏志, 劉會(huì)玲, 王書涵, 董素靜, 張瑩 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)