本发明涉及生态环境监测，尤其涉及一种草本植物地上生物量多源观测方法及系统。
背景技术：
1、草本植物地上生物量是表征草本植被碳储量和生产力的关键指标，其地面观测技术与数据是估算群落到区域尺度地上生物量的重要基础。
2、当前草本植物地上生物量地面观测手段存在较大局限性,草本植物收获法会对原生生态系统造成破坏、成本高、效率低，基于相机和激光雷达的样方尺度的草本植物地上生物量已经开展了大量研究，但由于不同草地类型植物高度、密度及群落结构的差异，地上生物量的观测精度相对还比较低。为此，迫切需要发展面向草本植物地上生物量无损原位观测技术与设备，在保证观测精度与效率的同时，避免地面观测对植被造成的破坏。
技术实现思路
1、本发明提供一种草本植物地上生物量多源观测方法及系统，用以解决现有技术中进行地上生物量观测时容易对植被造成破坏以及观测精度低、效率低的缺陷。
2、第一方面，本申请提供一种草本植物地上生物量多源观测方法，包括：
3、基于目标区域草本植物的可见光图像与多光谱图像，确定各个植株的分割图；并基于所述目标区域深度图像和所述各个植株的分割图确定地形图；
4、基于所述各个植株的分割图、所述深度图像与所述地形图，确定各个植株的体积；并基于所述多光谱图像与各个植株的位置数据，确定各个植株的平均密度；
5、对所述各个植株的体积与所述各个植株的平均密度的乘积进行求和，得到所述目标区域草本植物地上生物量。
6、在一个实施例中，所述基于所述各个植株的分割图、所述深度图像与所述地形图，确定各个植株的体积，包括：
7、基于所述各个植株的分割图、所述深度图像与所述地形图，确定各个植株的高度和面积；
8、将所述各个植株的高度和面积应用于草本植物体积模型，得到所述草本植物体积模型输出的所述各个植株的体积；
9、其中，所述草本植物体积模型通过目标系数、所述各个植株的高度和面积确定所述各个植株的体积；所述目标系数是基于植物类型确定的。
10、在一个实施例中，所述基于所述多光谱图像与各个植株的位置数据，确定各个植株的平均密度，包括：
11、将所述多光谱图像中各个植株波段的光谱反射率与所述各个植株的位置数据应用于草本植物干物质密度模型，得到所述草本植物干物质密度模型输出的所述各个植株的平均密度；
12、其中，所述草本植物干物质密度模型通过模型参数、不同波段反射率与可见光到近红外之间的生物量敏感波段数确定所述各个植株的平均密度；所述模型参数是通过植物种类与所述各个植株的位置数据确定的；所述不同波段反射率与可见光到近红外之间的生物量敏感波段数是通过所述各个植株波段的光谱反射率与地上生物量相关性确定的。
13、在一个实施例中，所述基于目标区域草本植物的可见光图像与多光谱图像，确定各个植株的分割图，包括：
14、基于所述可见光图像与所述多光谱图像进行地面部分与植被部分的分割，得到分割图像；
15、对所述分割图像进行实例分割，得到所述各个植株的分割图。
16、在一个实施例中，所述基于所述目标区域深度图像和所述各个植株的分割图确定地形图，包括：
17、基于所述各个植株的分割图对所述深度图像中的地面部分进行插值，得到所述地形图。
18、在一个实施例中，所述方法还包括：
19、对所述目标区域原始可见光图像、所述目标区域原始深度图像与所述目标区域原始多光谱图像均进行姿态校正与图像配准，得到所述可见光图像、所述深度图像与多光谱图像样本；
20、对所述多光谱图像样本进行光谱校正，得到所述多光谱图像。
21、第二方面，本申请还提供一种草本植物地上生物量多源观测系统，包括：
22、多模态相机与处理模块；
23、所述多模态相机包括可见光传感器、深度传感器、多光谱传感器与镜头；所述多模态相机用于采集目标区域原始可见光图像、所述目标区域原始多光谱图像，以及所述目标区域原始深度图像；
24、所述处理模块用于实现上述任一实施例所述的草本植物地上生物量多源观测方法。
25、第三方面，本申请还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法。
26、第四方面，本申请还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
27、第五方面，本申请还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
28、本申请提供的草本植物地上生物量多源观测方法及系统，通过现场多源无损观测的目标区域草本植物的可见光图像、多光谱图像与深度图像确定各个植株的体积与密度，进而计算草本植物的地上生物量，可以在不破坏草本植物的同时，提高草本植物地上生物量观测的效率和精度。
1.一种草本植物地上生物量多源观测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的草本植物地上生物量多源观测方法，其特征在于，所述基于所述各个植株的分割图、所述深度图像与所述地形图，确定各个植株的体积，包括：
3.根据权利要求1所述的草本植物地上生物量多源观测方法，其特征在于，所述基于所述多光谱图像与各个植株的位置数据，确定各个植株的平均密度，包括：
4.根据权利要求1所述的草本植物地上生物量多源观测方法，其特征在于，所述基于目标区域草本植物的可见光图像与多光谱图像，确定各个植株的分割图，包括：
5.根据权利要求1所述的草本植物地上生物量多源观测方法，其特征在于，所述基于所述目标区域深度图像和所述各个植株的分割图确定地形图，包括：
6.根据权利要求1至5任一项所述的草本植物地上生物量多源观测方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种草本植物地上生物量多源观测系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述草本植物地上生物量多源观测方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述草本植物地上生物量多源观测方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述草本植物地上生物量多源观测方法。
