买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

摘要：本发明公开一种基于植被垂直结构的结构化植被因子指数计算方法，本发明涉及水利技术领域，解决现有以植被投影盖度为基础的植被因子参数并未有效呈现植被垂直结构特征，往往导致植被水土保持效益较大评估误差，尚未建立能有效反映植被减水减沙效益的结构化植被因子指数的问题。本发明的一种基于植被垂直结构的结构化植被因子指数计算方法，采用机载激光雷达、CT扫描和径流小区试验相结合的方法，构建考虑植被林冠层、灌木层、草被层、枯枝落叶层、根系层和结构层次高度的结构化植被因子指数，该植被因子指数可综合反映植被的水土保持效益，比传统的植被因子指数更能有效反映植被与水土流失的关系。

主权项：1.一种基于植被垂直结构的结构化植被因子指数计算方法，其特征在于，所述方法包括：布设数个林地、灌木、草地及坡耕地小区，对各个林地、灌木和草地小区设定植被类型，其中，林地小区的垂直结构层次包括林冠层、草被层、枯枝落叶层和根系层中的一种或多种，灌木小区的垂直结构层次包括灌木层、草被层、枯枝落叶层和根系层中的一种或多种，草地小区的垂直结构层次包括草被层、枯枝落叶层和根系层中的一种或多种，坡耕地小区的垂直结构层次包括作物层、枯枝落叶层和根系层中的一种或多种；设定裸地对照样地；不同植被类型下小区植被种植密度和空间布局一致，枯枝落叶层厚度通过人工增加或减少枯落物的方法保持一致；在林地、灌木、草地及坡耕地小区上采用人工降雨试验，测量植被各垂直结构层次的产流量和产沙量；根据产流量和产沙量，计算土壤侵蚀模数，根据土壤侵蚀模数计算得到地上植被垂直结构层次的水土保持系数αi、地表植被垂直结构层次的水土保持系数αL、地下植被垂直结构层次的水土保持系数αR；其中，地上植被垂直结构层次包括林冠层、灌木层、草被层和作物层，地表植被垂直结构层次为枯枝落叶层，地下植被垂直结构层次为根系层；基于搭载激光雷达的无人机获得地上植被垂直结构层次的盖度指数Ci；基于照相机拍摄获得枯枝落叶层盖度指数CL；基于CT扫描设备获得根系层盖度指数CR；根据地上植被垂直结构层次的水土保持系数αi、地表植被垂直结构层次的水土保持系数αL、地下植被垂直结构层次的水土保持系数αR、地上植被垂直结构层次的盖度指数Ci、枯枝落叶层盖度指数CL、根系层盖度指数CR，计算林地、灌木、草地及坡耕地的结构化植被因子指数Cs；基于搭载激光雷达的无人机获得地上植被垂直结构层次的盖度指数Ci，包括：使用搭载激光雷达的无人机对林地、灌木、草地及坡耕地小区进行激光扫描，获得林地、灌木、草地及坡耕地小区的植被垂直结构层次信息的激光点云数据；对激光点云数据进行处理，消除地形的影响；对处理后的激光点云数据进行植被垂直结构三维建模，得到地上植被垂直结构层次的覆盖度、空隙比及高度；根据地上植被垂直结构层次的覆盖度、空隙比及高度，计算地上植被垂直结构层次的盖度指数Ci；根据地上植被垂直结构层次的覆盖度、空隙比及高度，计算地上植被垂直结构层次的盖度指数Ci，包括：根据下式计算植被垂直结构层次i的植被覆盖度： 式中，VCi为植被垂直结构层次i的植被覆盖度，GFi为植被垂直结构层次i的植被覆盖间的空隙比；根据下式计算植被垂直结构层次i的累计截留率CIRi： 式中，CIRi为植被垂直结构层次i的累计截留率，累计截留率表达该结构层次及以下截留率累计值，VCi为植被垂直结构层次i的植被覆盖度，GFi为植被垂直结构层次i的植被覆盖间的空隙比，CIRi-1为植被垂直结构层次i-1的累计截留率；根据下式计算植被垂直结构层次i的雨滴贡献率DCi： 式中，DCi为植被垂直结构层次i的雨滴贡献率，CIRi为植被垂直结构层次i的累计截留率，CIRi-1为植被垂直结构层次i-1的累计截留率；对植被垂直结构层次i的雨滴贡献率DCi赋予权重因子WF，该权重因子表达在该垂直结构层次高度下雨滴起到保护地表的作用还是加强雨滴溅蚀的作用；在一定高度范围内加权后的DCi小于DCi，表明该垂直结构层次起到保护地表的作用，在该高度以上加权后的DCi大于DCi，表明该垂直结构层次具有加强雨滴溅蚀的作用；权重因子WF用下式表达： 式中，WF为权重因子，h为某一垂直结构层次的高度；根据下式计算地上植被垂直结构层次的盖度指数Ci： 式中，Ci为地上植被垂直结构层次的盖度指数，j为植被垂直结构层次中的某一层次，hmax和hmin为植被垂直结构层次的某一层次的最大高度和最小高度；DCj为植被垂直结构层次j的雨滴贡献率，WFj为DCj的权重因子。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 基于植被垂直结构的结构化植被因子指数计算方法