(19)中华 人民共和国 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 202111658704.4 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 青海省草原总站 地址 810000 青海省西宁市城西区胜利路 81号 (72)发明人 康海军　王九峦　辛玉春　刘晓建　 徐公芳　于海　施宝顺　李宏达　 王晓博　三智才旦 　陆阿飞　 马文文　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 代理人 谢欢 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01) G01S 19/42(2010.01)G01W 1/02(2006.01) G06N 20/00(2019.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种草原生态动态监测与分析系统 (57)摘要 本发明公开了一种草原生态动态监测与分 析系统， 涉及数据分析技术领域， 自动化获取草 原生态自动监测站的监测数据及卫星遥感数据， 模拟得出草原的植被覆盖度和地上生物量， 并基 于图像识别与动态阈值判断植被处于返青期、 枯 黄期或生长期， 结合气象数据， 对植物覆盖度和 生物量进行变化值分析和驱动成因分析得出草 原生态环 境的变化动态。 本发明提供的一种草原 生态动态 监测与分析系统， 基于草原自动监测站 的监测数据和卫星遥感数据， 利用机器学习和定 量反演技术， 动态监测 并分析草原覆盖度、 地上 生物量、 理论载畜量、 气象状况以及返青期、 枯黄 期与生长期等物候状况， 提供草原生态动态监测 分析报告。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114414491 A 2022.04.29 CN 114414491 A 1.一种草原生态动态监测与分析系统， 其特 征在于， 包括： 草原覆盖度监测单元： 获取监测数据和卫星遥感数据进行统计分析， 基于统计分析结 果， 利用机器学习算法建立覆盖度计算模型， 所述覆盖度计算模型计算出植被覆盖度； 地上生物量监测单元： 获取监测数据， 基于机器学习和定量遥感原理， 建立生物量反演 模型， 输入监测数据， 所述 生物量反演模型估算得到地上生物量； 载畜量反演单元： 获取卫星遥感数据的历史值， 将卫星遥感数据的历史值输入载畜量 模型进行生物量反演， 得到生物量反演理论 值； 报告生成单元： 接收覆盖度计算模型和生物量反演模型的输出结果， 匹配与各模型对 应的监测数据或卫星遥感数据， 生成分析报告。 2.如权利要求1所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特 征在于， 还 包括： 数据获取单元： 建立与草原自动监测站之间建立通讯连接关系， 获取草原自动监测站 的监测数据； 数据采集单元： 获取卫星遥感数据， 所述卫星遥感数据包括： MODIS数据、 Landsat数据 和/或哨兵1号数据。 3.如权利要求1所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特征在于， 所述草原覆盖 度监测单 元， 包括： 统计分析单元： 选择统计分析算法中的k ‑Means聚类方法， 对监测数据和卫星遥感数据 的原始数据进行统计分析， 得到统计分析的结果数据； 模型建立单元： 接收统计分析的结果数据， 利用机器学习算法建立覆盖度计算模型， 将 统计分析的结果数据输入覆盖度计算模型， 获取预测时刻的植被覆盖度先验概率和植被覆 盖度似然概率， 利用动态贝叶斯网络获取所述预测时刻的高空间分辨率植被覆盖度估算结 果， 输出植被覆盖度。 4.如权利要求3所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特征在于， 所述模型建立 单元接收统计分析的结果数据， 包括： 全年植被综合生态质量指数、 全年植被净初级生产 力、 全年植被净初级生产力的历史最高值、 全年植被净初级生产力的权重系 数和关注地域 的全年平均植被覆盖度的权 重系数。 5.如权利要求1所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特征在于， 所述地上生物 量监测单元， 包括： 定量遥感单元： 对监测数据历史值的性质、 特点及发展变化规律进行定性分析， 输出定 性分析后的数据； 生物量反演模型建立单元： 接收定性分析后的数据， 以定性分析后的数据作为自变量， 地上生物量作为因变量， 构建生物量反演模型； 生物量估算单 元： 向生物量反演模型输入监测数据， 估算得到地上生物量。 6.如权利要求1所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特征在于， 所述载畜量反 演单元， 包括： 载畜量模型构建单元： 接收卫星遥感数据的历史值， 基于机器学习， 以卫星遥感数据的 历史值为自变量， 历史载 畜量为因变量， 构建载 畜量模型； 载畜量反演单 元： 将卫星遥感数据输入载 畜量模型， 输出生物量反演理论 值。 7.如权利要求1所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特 征在于， ， 还 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114414491 A 2气象监测单 元， 获取与监测数据或卫星遥感数据对应的气象数据。 8.如权利要求7所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特征在于， 所述报告生成 单元， 包括： 数据接收单 元： 接收覆盖度计算模型和生物量反演模型的输出 结果； 数据分析单元： 根据 各模型输入的监测数据或卫星遥感数据， 进行输出结果的匹配， 分 析得到对应监测数据或卫星遥感数据的植被覆盖度和生物量， 进 行植物覆盖度和生物量的 变化值分析和成因分析， 判断植被处于返青期、 枯黄期或生长期。 9.如权利要求8所述的一种草原生态动态监测与分析系统， 其特征在于， 所述报告生成 单元， 还包括： 数据比较单元： 比较生物量反演模型输出的地上生物量和载畜量模型输出的生物量反 演理论值， 若地上生物量不小于生物 量反演理论值， 则表示生物量正常； 若地上生物量小于 生物量反演理论 值， 则表示该处的生物量减少， 将减少信号输出至告警单 元； 告警单元： 接收生物量减少信号， 进行警示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114414491 A 3