本發(fā)明涉及農(nóng)林遙感，更確切地說，它涉及一種全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法。
背景技術(shù)：
1、全球人口激增和生活水平的提高極大地增加了對農(nóng)田上種植的商品的需求，需要在全球范圍內(nèi)擴(kuò)大農(nóng)業(yè)用地。在大多數(shù)地區(qū)，可用于新耕種的土地越來越受到限制和減少，導(dǎo)致耕地侵占敏感的土地覆蓋類型。聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(sdgs)主張在增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間實(shí)現(xiàn)平衡。在可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)框架內(nèi)，將森林轉(zhuǎn)化為耕地，特別是在熱帶地區(qū)，被認(rèn)為在很大程度上是不可持續(xù)的，因?yàn)橹脖辉獾絿?yán)重破壞，會導(dǎo)致相關(guān)的碳損失和對生物多樣性的威脅，以及其他深遠(yuǎn)的影響。此外，當(dāng)?shù)匮芯勘砻?，東南亞森林改造的農(nóng)田正在侵占高海拔和陡坡地區(qū)；中國也報道了類似的發(fā)現(xiàn)。這種地形變化現(xiàn)象令人擔(dān)憂，因?yàn)樯搅謱ι锒鄻有灾陵P(guān)重要，并且具有高碳儲量。
2、在全球范圍內(nèi)，耕地擴(kuò)張和森林損失之間的相互作用以及對碳循環(huán)的相關(guān)影響仍然不清楚。隨著全球森林碳損失的加速，部分原因是農(nóng)業(yè)活動的擴(kuò)張，迫切需要對與地形相關(guān)的森林到農(nóng)田的轉(zhuǎn)換及其對生物質(zhì)碳庫的伴隨影響進(jìn)行高時空分辨率的量化。先前關(guān)于這一問題的研究僅限于特定地區(qū)，通常采用不一致的方法產(chǎn)生不確定的估計，或者受到其分析的時間和空間分辨率的限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法。
2、第一方面，提供了一種全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法，包括：
3、步驟1、獲取全球高分辨率遙感數(shù)據(jù)，所述遙感數(shù)據(jù)包括森林覆蓋、耕地擴(kuò)張、地形和碳密度分布數(shù)據(jù)；
4、步驟2、對獲取的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和空間匹配；
5、步驟3、采用像素級判別技術(shù)在空間尺度上追蹤所有耕地擴(kuò)張發(fā)生在森林覆蓋的像元并記錄，分析森林損失和耕地擴(kuò)張之間的時空關(guān)系；
6、步驟4、結(jié)合地形和碳密度數(shù)據(jù)對森林-耕地轉(zhuǎn)化地形特征及其碳損失進(jìn)行評估；
7、步驟5、利用分權(quán)回歸模型評估森林-耕地轉(zhuǎn)化的地形變化趨勢。
8、作為優(yōu)選，步驟1中，地形數(shù)據(jù)包括全球山地分布矢量數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)和坡度數(shù)據(jù)。
9、作為優(yōu)選，步驟4包括：
10、步驟4.1、提取步驟3追蹤并記錄的森林-耕地轉(zhuǎn)化像元對應(yīng)的地形和碳密度數(shù)據(jù)；
11、步驟4.2、在預(yù)設(shè)尺度上統(tǒng)計所有記錄像元的森林-耕地轉(zhuǎn)化面積、森林-耕地轉(zhuǎn)化平均高程坡度以及森林-耕地轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的碳損失；
12、步驟4.3、利用可視化工具對統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行時空可視化。
13、作為優(yōu)選，步驟4.2中，所述森林-耕地轉(zhuǎn)化面積的計算基于像元的面積和符合要求被記錄的像元數(shù)；所述森林-耕地轉(zhuǎn)化平均高程坡度的計算基于符合要求被記錄的像元的高程和坡度和符合要求被記錄的像元數(shù)；所述森林-耕地轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的碳損失的計算基于像元的面積和碳密度。
14、作為優(yōu)選，步驟5包括：
15、步驟5.1、計算每個像元在時間序列中的地形貢獻(xiàn)；
16、步驟5.2、通過線性回歸模型量化地形變化趨勢。
17、第二方面，提供了一種全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估系統(tǒng)，用于執(zhí)行第一方面任一所述的方法，包括：
18、獲取模塊，用于獲取全球高分辨率遙感數(shù)據(jù)，所述遙感數(shù)據(jù)包括森林覆蓋、耕地擴(kuò)張、地形和碳密度分布數(shù)據(jù)；
19、轉(zhuǎn)換模塊，用于對獲取的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和空間匹配；
20、追蹤模塊，用于采用像素級判別技術(shù)在空間尺度上追蹤所有耕地擴(kuò)張發(fā)生在森林覆蓋的像元并記錄，分析森林損失和耕地擴(kuò)張之間的時空關(guān)系；
21、第一評估模塊，用于結(jié)合地形和碳密度數(shù)據(jù)對森林-耕地轉(zhuǎn)化地形特征及其碳損失進(jìn)行評估；
22、第二評估模塊，用于利用分權(quán)回歸模型評估森林-耕地轉(zhuǎn)化的地形變化趨勢。
23、第三方面，提供了一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有計算機(jī)程序；所述計算機(jī)程序在計算機(jī)上運(yùn)行時，使得計算機(jī)執(zhí)行第一方面任一所述的方法。
24、第四方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：
25、存儲器，用于保存計算機(jī)程序；
26、處理器，用于執(zhí)行所述計算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)如第一方面任一所述的方法。
27、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于全球高分辨率遙感數(shù)據(jù)(例如森林覆蓋數(shù)據(jù)、耕地擴(kuò)張數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)和碳密度分布數(shù)據(jù)等)和分權(quán)回歸模型，發(fā)明了一種能夠高精度高分辨率量化全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的方法，該方法可動態(tài)評估全球森林-耕地轉(zhuǎn)化在時間和空間上的變異以及熱點(diǎn)地區(qū)，為地形變化趨勢和森林碳損失的分布提供量化依據(jù)。
1.一種全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法，其特征在于，步驟1中，地形數(shù)據(jù)包括全球山地分布矢量數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)和坡度數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法，其特征在于，步驟4包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法，其特征在于，步驟4.2中，所述森林-耕地轉(zhuǎn)化面積的計算基于像元的面積和符合要求被記錄的像元數(shù)；所述森林-耕地轉(zhuǎn)化平均高程坡度的計算基于符合要求被記錄的像元的高程和坡度和符合要求被記錄的像元數(shù)；所述森林-耕地轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的碳損失的計算基于像元的面積和碳密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估方法，其特征在于，步驟5包括：
6.一種全球森林-耕地轉(zhuǎn)化地形變化及其碳損失的評估系統(tǒng)，其特征在于，用于執(zhí)行權(quán)利要求1至5任一所述的方法，包括：
7.一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有計算機(jī)程序；所述計算機(jī)程序在計算機(jī)上運(yùn)行時，使得計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至5任一所述的方法。
8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：