自然资源部第一海洋研究所郭振获国家专利权
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龙图腾网获悉自然资源部第一海洋研究所申请的专利海岛景观三维指数构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114386828B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210025434.1,技术领域涉及:G06Q10/0639;该发明授权海岛景观三维指数构建方法是由郭振;王珏;张志卫;孙永根;许昊设计研发完成,并于2022-01-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本海岛景观三维指数构建方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种海岛景观三维指数构建方法。包括:测量海岛地表三维信息,获取海岛地表点云数据和遥感影像数据;构建海岛数字表面模型,并开展海岛三维、二维景观分类;构建了基础景观三维指数、海岛三维植被指数、海岛三维建筑影响指数三类海岛三维指数,并运用Fragstats计算的二维景观指数进行评判验证。该方法充分利用现代倾斜摄像测量点云数据的三维信息,针对海岛植被和建设活动影响特点构建起三维景观指数和评价体系,弥补了传统二维景观指数因三维信息缺失而造成无法真实反应海岛景观现状的不足。
本发明授权海岛景观三维指数构建方法在权利要求书中公布了:1.一种海岛景观三维指数构建方法,其特征在于,包括以下步骤: 数据采集步骤:测量海岛地表三维信息,获取海岛地表点云数据和遥感影像数据; 点云数据处理步骤:对研究区域范围内的点云数据进行滤波处理,进行地面点生成,根据点云数据按景观类型进行分类,所述景观类型包括:建筑物、低等高度植被、中等高度植被、高等高度植被和道路类;提取高程信息,创建三维景观指标; 遥感数据处理步骤:对遥感影像数据进行处理,将原始数据进行辐射定标和大气校正,裁剪研究区域所需范围的数据;按景观类型对遥感数据进行分类,基于Fragstats分析,计算二维景观指标; 所述二维景观指标包括:基础景观二维指数,所述基础景观二维指数包括以下指数之一或组合:斑块密度、景观形状指数、蔓延度指数、最大板块指数、香农多样性指数、香农均匀度指数; 所述三维景观指标包括:基础景观三维指数、海岛三维植被指数、海岛三维建筑影响指数,所述基础景观三维指数包括以下指数之一或组合:三维斑块密度、三维景观形状指数、三维蔓延度指数、三维最大板块指数、海岛多样性指数; 三维指标评价步骤:基础景观三维指数与基础景观二维指数进行拟合,判断三维指标评判结果所显示的趋势是否与二维指标评判结果显示的趋势相同; 若是,则确定基础景观三维指数评价合格;若不是,则返回指数创建阶段,寻找三维指标计算结果与二维指标计算结果存在明显差异的指数,若原有三维指标创建公式中用体积代替二维公式中的面积信息,则尝试用表面积重新代替二维公式中的面积信息,计算三维指标;反之若原有三维指标创建公式中用表面积代替二维公式中的面积信息,则尝试用体积重新代替二维公式中的面积信息,重新进行三维指标计算及评价; 采用海岛三维建筑指数、海岛三维植被指数和评价后的基础景观三维指数分析海岛生态环境; 所述三维斑块密度的计算方法包括: ; 其中:TPD为三维斑块密度,为海岛中i类景观类型中斑块的总数量,斑块数量通过绘制点云轮廓线进行统计,所有闭合轮廓线的数量作为i类景观类型中斑块的总数量; 为海岛景观总体积:基于点云2.5D体积算法,由地面与海岛整体曲面计算而得; 所述三维蔓延度指数的计算方法包括: ; 其中:TCI为三维蔓延度指数,表示i类斑块所占体积比,由i类景观的总体积与海岛景观总体积的相比获得; 表示i类型斑块和k类型斑块毗邻的数目,i和k代表两类不同的景观类型,m表示景观中的斑块类型总数目; 三维最大斑块指数的计算方法包括: ; 其中:TLPI为三维最大斑块指数,为某一斑块类型中最大的斑块体积,为以该斑块投影面积所构成的正立方体; 海岛多样性指数的计算方法包括: 海岛景观多样性指数包括:三维香农多样性指数、三维香农均匀度指数和三维蔓延度指数;各指数的计算方法如下: ; ; ; ; 其中:TCI表示三维蔓延度指数,SHDI表示三维香农多样性指数,SHEI表示三维香农均匀度指数,SIDI表示海岛景观多样性指数,表示i类斑块所占体积比,i类景观类型所包含的斑块数量占的所有景观所包含的斑块数量的比例;表示i类型斑块和k类型斑块毗邻的数目,i和k代表两类不同的景观类型,m表示景观中的斑块类型总数目;为归一化系数,用于表示参与构建的指数在SIDI中的占比; 三维景观形状指数的计算方法包括: ; 其中:TLSI为三维景观形状指数,为E为i类景观类型中所有斑块轮廓线的总长度,为i类景观的总表面积,为i类景观的总体积; 海岛三维植被指数的计算方法包括: ; 其中:SVI为海岛三维植被指数,为i类植被类型所对应的体积,为实测植i类被单位面积所对应的年固碳量,为i类植被类型的平均高度,为描述植被形状系数,为某一植被类型体积与其投影面积所构成的正方体体积之比,为海岛地面以上总体积,其中部分为空间信息部分,为生物信息部分; 海岛三维建筑影响指数的计算方法包括: ; 其中:SBI为海岛三维建筑影响指数,,,,为建筑物总表面积,V为建筑物总体积,为建筑物占地面积,h为建筑物平均高度,为海岛地面上总体积; BCR为建筑密实比,用于表示建筑表面积和建筑体积之间的量度;MBSI为平均建筑物结构指数,用于表示建筑面积和建筑高度比值;PR为容积率; 式中为归一化系数,用于表示参与构建的指数在SBI中的占比。
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