(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211125678.3 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 中南大学 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 朱建军　张舒蓉　付海强　韩文涛　 唐品俊　 (74)专利代理 机构 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 专利代理师 王丹 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 10/40(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G01S 13/90(2006.01) (54)发明名称 森林生物量反演方法、 装置、 终端设备及存 储介质 (57)摘要 本申请适用于森 林管理技术领域， 提供了一 种森林生物量反演方法、 装置、 终端设备及存储 介质， 其中该方法包括： 获取森林区域的第一全 极化雷达影像数据； 根据第一全极化雷达影像数 据， 获取用于描述森 林区域的植被散射特性的散 射参数； 获取森 林区域的第二全极化雷达影像数 据和第三全极化雷达影像数据； 根据第二全极化 雷达影像数据和第三全极化雷达影像数据， 获取 用于描述森林区域的植被空间信息的空间参数； 将散射参数和空间参数输入预先训练完成的随 机森林分类器进行森 林生物量反演， 得到森 林区 域的生物 量。 本申请能提高森 林生物量反演的精 度。 权利要求书3页 说明书13页 附图3页 CN 115497000 A 2022.12.20 CN 115497000 A 1.一种森林生物量反演方法， 其特 征在于， 包括： 获取森林区域的第一全极化雷达影 像数据； 根据所述第 一全极化雷达影像数据， 获取用于描述所述森林区域的植被散射特性的散 射参数； 获取森林区域的第 二全极化雷达影像数据和第 三全极化雷达影像数据； 所述第 二全极 化雷达影像数据的采集时间和第三全极化雷达影像数据的采集时间之间的差值小于预设 时间阈值， 雷达设备采集所述第二全极化雷达影像数据时的高度与所述雷达设备采集所述 第三全极化雷达影 像数据时的高度之间的差值小于预设差值； 根据所述第 二全极化雷达影像数据和所述第 三全极化雷达影像数据， 获取用于描述所 述森林区域的植被空间信息的空间参数； 将所述散射参数和所述空间参数输入预先训练完成的随机森林分类器进行森林生物 量反演， 得到所述森林区域的生物量。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第一全极化雷达影像数据， 获取用于描述所述森林区域的植被散射特性的散射 参数， 包括： 获取所述第一全极化雷达影 像数据的相干矩阵； 利用所述第一全极化雷达影 像数据， 获取 所述森林区域的极化方位角； 根据所述第 一全极化雷达影像数据的相干矩阵和所述极化方位角， 获取用于描述所述 森林区域的植被散射特性的散射 参数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述利用所述第一全极化雷达影像数据， 获取所述森林区域的极化方位角， 包括： 通过公式 获取所述森林区域的极化方位角； 其中， θ表示 所述森林区域的极化方位角， SHH表示所述第一 全极化雷达影像数据 在HH极化通道的散 射系数， SVV表示所述第一全极化 雷达影像数据 在VV 极化通道的散射系数， SHV表示所述第一全极化雷达影 像数据在HV极化 通道的散射系数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述散射参数包括地物的表面散射能量、 地物的二 面角散射能量、 地物的体散射能量、 各向异性和方向随机度； 所述根据 所述第一全极化雷达影像数据的相干矩阵和所述极化方位角， 获取用于描述 所述森林区域的植被散射特性的散射 参数， 包括： 通过公式T( θ )＝R( θ )TRH( θ )对所述第一全极化雷达影像数据的相干矩阵进行旋转处 理， 得到旋转处理后的相干矩阵； 其中， T( θ )表示旋转处理后的相干矩阵， R( θ )表示旋转矩 阵， T表示第一全极化雷达影 像数据的相干矩阵； 对旋转处理后的相干矩阵进行Freeman分解， 得到表面散射模型系数、 二面角散射模型权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115497000 A 2系数和体散射模型系数； 通过公式Ps＝fs(1+|β |2)计算得到地物的表面散射能量； 其中， Ps表示地物的表面散射 能量， fs表示表面散射模型系数， β 表示表面散射模型参数； 通过公式Pd＝fd(1+|α |2)计算得到地物的二面角散射能量； 其中， Pd表示地物的二面角 散射能量， fd表示二面角散射模型系数， α 表示 二面角散射模型参数； 通过公式Pv＝4fv计算得到地物的体散射能量； 其中， Pv表示地物的体散射能量， fv表示 体散射模型系数； 对所述旋转处 理后的相干矩阵进行Neuman n分解， 得到各向异性和方向随机度。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述空间参数包括森林高度和 消光系数； 所述根据 所述第二全极化雷达影像数据和所述第 三全极化雷达影像数据， 获取用于描 述所述森林区域的植被空间信息的空间参数， 包括： 获取所述第二全极化雷达影像数据的相干矩阵和所述第三全极化雷达影像数据的相 干矩阵； 计算所述第二全极化雷达影像数据的相干矩阵和所述第三全极化雷达影像数据的相 干矩阵的相干性； 利用基于RVoG模型的三阶段算法对 进行解算， 得到森 林高度和 消光系数； 其中， γ(ω)表示所述相干性， 表示地表相位， 是地表相位的复数表达形式， m (ω)表示 地体幅度比， γv表示纯体去相干系数， hv表示森林高度， σ表示消 光系数， z表示散射层位置， ψ表示雷达设备的入射角， 是复数表达形式， kz表示垂直有 效波数， B⊥表示垂直基线长度， λ表示波长， R表示雷达设备的斜距。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将所述散射参数和所述空间参数输入 预先训练完成的随机森林分类 器进行森林生物量反演， 得到所述森林区域的生物量， 包括： 对所述散射 参数和所述空间参数进行归一 化处理； 将归一化处理后的散射 参数和空间参数组合成特 征矢量； 将所述特征矢量输入预先训练完成的随机森林分类器进行森林生物量反演， 得到所述 森林区域的生物量。 7.一种森林生物量反演装置， 其特 征在于， 包括： 第一获取模块， 用于获取森林区域的第一全极化雷达影 像数据； 第二获取模块， 用于根据所述第一全极化雷达影像数据， 获取用于描述所述森林区域 的植被散射特性的散射 参数； 第三获取模块， 用于获取森林区域的第 二全极化雷达影像数据和第 三全极化雷达影像 数据； 所述第二全极化雷达影像数据的采集时间和 第三全极化雷达影像数据的采集时间之权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115497000 A 3