本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)，具體而言，涉及一種特定地域單元邊界確定方法、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值評(píng)估方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、特定地域單元內(nèi)的生態(tài)價(jià)值評(píng)估是對(duì)特定地域單元內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)所提供的服務(wù)如水源涵養(yǎng)、土壤保持、生物多樣性保護(hù)等服務(wù)的價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估，以便對(duì)環(huán)境資源進(jìn)行合理的配置。其中，特定地域單元是為定量評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在人與自然交互活動(dòng)下所受影響而劃定的地域空間，如山脈、河流、湖泊、森林、濕地等，特定地域單元的邊界劃分對(duì)生態(tài)價(jià)值評(píng)估非常重要。

2、現(xiàn)有技術(shù)中都是利用項(xiàng)目紅線進(jìn)行簡(jiǎn)單的劃分，例如按500米或1000米劃定，這種劃分過(guò)于粗糙，雖然劃分難度小，但是劃分的邊界精度低，無(wú)法捕捉重要的生態(tài)特征。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供特定地域單元邊界確定方法、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值評(píng)估方法及裝置，以提高邊界劃分精度，且降低劃分難度。

2、第一方面，提供一種特定地域單元邊界確定方法，該方法包括：

3、獲取目標(biāo)特定地域單元的dem（digital?elevation?model，數(shù)字高程模型）柵格數(shù)據(jù)和初始邊界線；dem柵格數(shù)據(jù)是指將目標(biāo)特定地域單元?jiǎng)澐譃闁鸥窬W(wǎng)格，以柵格單元格式存儲(chǔ)的dem數(shù)據(jù)；dem柵格數(shù)據(jù)包括柵格單元的坐標(biāo)和高程；

4、基于dem柵格數(shù)據(jù)確定目標(biāo)特定地域單元內(nèi)水流的流線；流線為水流的路徑，包括流線；起點(diǎn)和流線出口；

5、將同一流線出口的所有流線上的柵格單元?jiǎng)澐譃橥患畢^(qū)，并由劃分的各集水區(qū)組成集水區(qū)矩陣；

6、基于初始邊界線確定若干觀察點(diǎn)；

7、基于dem柵格數(shù)據(jù)確定各觀察點(diǎn)在目標(biāo)特定地域單元內(nèi)的視域，并由各視域組成視域矩陣；視域?yàn)樵谟^察點(diǎn)處所能觀察到的區(qū)域范圍；

8、將集水區(qū)矩陣與視域矩陣交集內(nèi)的柵格單元確定為目標(biāo)特定地域單元的邊界。

9、可選地，基于dem柵格數(shù)據(jù)確定目標(biāo)特定地域單元內(nèi)水流的流線包括：

10、基于dem柵格數(shù)據(jù)，利用d8算法計(jì)算每個(gè)柵格單元的流向，得到流向矩陣；

11、按照流向矩陣中的流向，由初始柵格逐級(jí)確定每個(gè)柵格單元的累積流量；

12、當(dāng)累積流量超過(guò)預(yù)設(shè)流量閾值時(shí)，將該累積流量對(duì)應(yīng)的柵格單元確定為流線的起點(diǎn)；

13、基于流線起點(diǎn)及流向矩陣確定流線出口；

14、將流線起點(diǎn)與流線出口之間的柵格單元確定為水流的流線。

15、可選地，基于dem數(shù)據(jù)確定各觀察點(diǎn)在目標(biāo)特定地域單元內(nèi)的視域，并由各視域組成視域矩陣包括：

16、基于各觀察點(diǎn)的預(yù)設(shè)觀察高度確定各觀察點(diǎn)相對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)的第一水平距離及相對(duì)于與目標(biāo)點(diǎn)視線路徑上的柵格單元的第二水平距離；其中，觀察點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)視線路徑上的柵格單元簡(jiǎn)稱(chēng)為中間柵格點(diǎn)；目標(biāo)點(diǎn)為目標(biāo)特定地域單元內(nèi)的任一柵格單元；

17、基于第一水平距離、第二水平距離及中間柵格點(diǎn)的高程計(jì)算中間柵格點(diǎn)的視線高度；

18、當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)與任一觀察點(diǎn)之間的所有中間柵格點(diǎn)的視線高度均大于各自的高程時(shí)，則確定該目標(biāo)點(diǎn)所在的柵格單元為可視柵格單元；

19、通過(guò)遍歷的方式查找所有的可視柵格單元，并由所有的可視柵格單元組成視域矩陣。

20、第二方面，提供一種特定地域單元的生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值評(píng)估方法，方法包括：

21、基于第一方面任一的方法確定的特定地域單元邊界劃分無(wú)人機(jī)的飛行航區(qū)；

22、獲取無(wú)人機(jī)在各飛行航區(qū)采集的遙感數(shù)據(jù)；遙感數(shù)據(jù)至少包括影像數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)；

23、對(duì)各航區(qū)的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行合并預(yù)處理；

24、基于合并后的影像數(shù)據(jù)確定各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型；

25、基于合并后的多光譜數(shù)據(jù)確定各柵格單元的ndvi（normalized?differencevegetation?index，歸一化差異植被指數(shù)）和npp（net?primary?production，凈初級(jí)生產(chǎn)力）數(shù)據(jù)；

26、基于各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型、ndvi及npp數(shù)據(jù)生成多種參數(shù)圖層；參數(shù)圖層至少包括徑流系數(shù)圖層、植被覆蓋因子圖層、單位面積蒸騰消耗熱量圖層；

27、基于參數(shù)圖層確定特定地域單元邊界內(nèi)的各生態(tài)產(chǎn)品的實(shí)物量；實(shí)物量至少包括洪水調(diào)蓄實(shí)物量、水源涵養(yǎng)實(shí)物量、土壤保持實(shí)物量；

28、基于各生態(tài)產(chǎn)品的實(shí)物量及各實(shí)物量所需的當(dāng)前單位成本確定各生態(tài)產(chǎn)品的價(jià)值量。

29、可選地，基于特定地域單元邊界劃分無(wú)人機(jī)的飛行航區(qū)包括：

30、基于第一方面確定的特定地域單元邊界，將邊界內(nèi)的區(qū)域劃分為若干遙感單元；

31、根據(jù)每個(gè)遙感單元的dem數(shù)據(jù)確定每個(gè)遙感單元的最大高程；

32、基于無(wú)人機(jī)搭載的光學(xué)傳感器參數(shù)計(jì)算無(wú)人機(jī)在每個(gè)遙感單元內(nèi)的相對(duì)飛行高度；計(jì)算式為：

33、

34、其中，為相對(duì)飛行高度；無(wú)人機(jī)搭載的光學(xué)傳感器的焦距；為遙感單元的實(shí)際地物范圍寬度；為光學(xué)傳感器的范圍寬度；為光學(xué)傳感器的分辨率；為光學(xué)傳感器的像素；

35、基于相對(duì)飛行高度和最大高程確定無(wú)人機(jī)在每個(gè)遙感單元內(nèi)的實(shí)際飛行高度；

36、基于實(shí)際飛行高度確定每個(gè)遙感單元與相鄰的遙感單元的飛行高度偏差，并將小于預(yù)設(shè)高度偏差閾值的遙感單元合并為同一飛行航區(qū)，其中預(yù)設(shè)高度偏差閾值的計(jì)算式為：

37、

38、其中，為飛行高度偏差閾值，為光學(xué)傳感器的分辨率變化范圍，為光學(xué)傳感器的像素，為光學(xué)傳感器的范圍寬度。

39、可選地，對(duì)各航區(qū)的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行合并預(yù)處理包括：

40、確定各航區(qū)采集的遙感數(shù)據(jù)是否存在重疊區(qū)域；

41、針對(duì)重疊區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)，將分辨率更高的無(wú)人機(jī)采集的遙感數(shù)據(jù)確定為該重疊區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)；

42、將重疊區(qū)域和非重疊區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)合并一個(gè)遙感數(shù)據(jù)集；

43、對(duì)合并后的遙感數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)預(yù)處理至少包括平滑處理。

44、可選地，基于合并后的影像數(shù)據(jù)確定各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型包括：

45、將合并后的每個(gè)柵格單元的影像數(shù)據(jù)輸入到預(yù)訓(xùn)練的分類(lèi)模型中，得到各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型，其中分類(lèi)模型為：

46、

47、其中，為每個(gè)柵格單元的影像數(shù)據(jù)；為生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)別；為類(lèi)別的索引；為概率最大的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)別。

48、可選地，基于各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型、ndvi、npp數(shù)據(jù)及其他評(píng)估數(shù)據(jù)生成多種參數(shù)圖層包括：

49、對(duì)各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型、ndvi、npp數(shù)據(jù)及其他評(píng)估數(shù)據(jù)進(jìn)行空間預(yù)處理以使各數(shù)據(jù)保持在同一空間范圍、同一空間分辨率；空間預(yù)處理至少包括裁剪柵格及空間重采樣；

50、基于空間預(yù)處理后的各數(shù)據(jù)生成多種參數(shù)圖層。

51、第三方面，提供一種特定地域單元邊界確定裝置，裝置包括：

52、第一獲取單元，用于獲取目標(biāo)特定地域單元的dem柵格數(shù)據(jù)和初始邊界線；dem柵格數(shù)據(jù)是指將目標(biāo)特定地域單元?jiǎng)澐譃闁鸥窬W(wǎng)格，以柵格單元格式存儲(chǔ)的dem數(shù)據(jù)；

53、第一確定單元，用于基于dem柵格數(shù)據(jù)確定目標(biāo)特定地域單元內(nèi)水流的流線；流線為水流的路徑，包括流線起點(diǎn)和流線出口；

54、第一劃分單元，用于將同一流線出口的所有流線上的柵格單元?jiǎng)澐譃橥患畢^(qū)，并由劃分的各集水區(qū)組成集水區(qū)矩陣；

55、第二確定單元，用于基于初始邊界線確定若干觀察點(diǎn)；

56、第三確定單元，用于基于dem柵格數(shù)據(jù)確定各觀察點(diǎn)在目標(biāo)特定地域單元內(nèi)的視域，并由各視域組成視域矩陣；視域?yàn)樵谟^察點(diǎn)處所能觀察到的區(qū)域范圍；

57、第四確定單元，用于將集水區(qū)矩陣與視域矩陣交集內(nèi)的柵格單元確定為目標(biāo)特定地域單元的邊界。

58、第四方面，提供一種特定地域單元的生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值評(píng)估裝置，裝置包括：

59、第二劃分單元，用于第一方面任一的方法確定的特定地域單元邊界劃分無(wú)人機(jī)的飛行航區(qū)；

60、第二獲取單元，用于獲取無(wú)人機(jī)在各飛行航區(qū)采集的遙感數(shù)據(jù)；遙感數(shù)據(jù)至少包括影像數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)；

61、合并單元，用于對(duì)各航區(qū)的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行合并預(yù)處理；

62、第五確定單元，用于基于合并后的影像數(shù)據(jù)確定各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型；

63、第六確定單元，用于基于合并后的多光譜數(shù)據(jù)確定各柵格單元的ndvi和npp數(shù)據(jù)；

64、生成單元，用于基于各柵格單元的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型、ndvi及npp數(shù)據(jù)生成多種參數(shù)圖層；參數(shù)圖層至少包括徑流系數(shù)圖層、植被覆蓋因子圖層、單位面積蒸騰消耗熱量圖層；

65、第七確定單元，用于基于參數(shù)圖層確定特定地域單元邊界內(nèi)的各生態(tài)產(chǎn)品的實(shí)物量；實(shí)物量至少包括洪水調(diào)蓄實(shí)物量、水源涵養(yǎng)實(shí)物量、土壤保持實(shí)物量；

66、第八確定單元，用于基于各生態(tài)產(chǎn)品的實(shí)物量及各實(shí)物量所需的當(dāng)前單位成本確定各生態(tài)產(chǎn)品的價(jià)值量。

67、第五方面，提供一種電子設(shè)備，包括處理器、通信接口、存儲(chǔ)器和通信總線，其中，處理器，通信接口，存儲(chǔ)器通過(guò)通信總線完成相互間的通信；

68、存儲(chǔ)器，用于存放計(jì)算機(jī)程序；

69、處理器，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器上所存放的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一方面或第二方面任一所述的方法步驟。

70、本發(fā)明提供的特定地域單元邊界確定方法、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值評(píng)估方法及裝置，通過(guò)獲取目標(biāo)特定地域單元的dem柵格數(shù)據(jù)和初始邊界線；基于dem柵格數(shù)據(jù)確定目標(biāo)特定地域單元內(nèi)水流的流線；流線為水流的路徑，包括流線；將同一流線出口的所有流線上的柵格單元?jiǎng)澐譃橥患畢^(qū)，并由劃分的各集水區(qū)組成集水區(qū)矩陣；基于初始邊界線確定若干觀察點(diǎn)；基于dem柵格數(shù)據(jù)確定各觀察點(diǎn)在目標(biāo)特定地域單元內(nèi)的視域，并由各視域組成視域矩陣；將集水區(qū)矩陣與視域矩陣交集內(nèi)的柵格單元確定為目標(biāo)特定地域單元的邊界。本發(fā)明首先通過(guò)流線、集水區(qū)初步確定了目標(biāo)特定地域單元的邊界后，再通過(guò)視域分析來(lái)進(jìn)一步選擇能夠被觀察到的邊界，從而來(lái)確定最終的目標(biāo)特定地域單元的邊界，大大提高了邊界的精確度。

71、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。