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基于HCS方法融合高时空遥感数据的玉米种植面积提取

发布时间:2019-08-12 19:04
【摘要】:目的提出一种利用高空间分辨率Landsat8 OLI全色影像和高时间分辨率MODIS影像进行融合的方法,构建出高时空分辨率遥感数据,提供一种监测农作物种植面积新思路,为农业生产信息化奠定科学的理论依据.方法以沈阳市法库县为例,基于色彩超球面锐化(HCS)方法,利用多光谱Landsat8 OLI全色影像数据与MODIS-NDVI时间序列数据相结合的手段,对其进行预处理后,根据该地区的物候数据和具有可信度的样本数据进行面积估算,并统计出玉米种植面积的制图精度和用户精度;对Landsat8 OLI全色影像数据和MODIS-NDVI时间序列数据进行融合处理,再利用马氏距离分类法对高时空分辨率遥感数据进行玉米种植面积提取.结果融合后的高时空遥感数据对玉米种植面积的识别效果较好,制图精度和用户精度分别达到89.62%、99.71%.结论 HCS方法适用于高时间数据和高空间数据的融合,融合后的影像保持了原有的光谱特征及空间细节纹理.
【图文】:

技术路线图,面积提取,玉米种植,遥感数据


域农作物种植种类众多而复杂,同时期各种作物生长状况不易区分,极易产生“异物同谱”现象,这对如何挑选不同农作物样本遥感数据的难度增大很多;然而夏、秋季节各种经济作物生长期内有极多的云雨天气,极大地增加了提取有效遥感数据的难度,对利用遥感技术识别农作物种类、面积及农作物估产等技术提取带来了困难[3-5].笔者提出一种利用高空间分辨率Landsat8OLI全色影像和高时间分辨率MODIS影像进行融合的方法,对玉米种植面积进行提取.基于HCS方法融合高时空遥感数据的玉米种植面积提取的整体技术路线如图1所示.图1基于HCS方法融合高时空遥感数据的玉米种植面积提取技术路线Fig.1TechnicalrouteofCornplantingareaextractedbasedonthehighSpatial-temporalRemoteSensingDatabyHCSFusion2遥感数据预处理在理想情况下,卫星影像的灰度值只与

样本分布


呶露?5.1℃,极端最低温度为-30.6℃.多年平均降雨量为600mm,降水总量13.92亿m3.平均日照时数2800.8h,而4~9月份农作物生育期日照时数平均为1521h,较作物生育期的需要有剩余.法库县地势平坦,水源丰沛,良田连片,是辽宁省传统的农业种植基地,主要农作物有水稻、玉米、大豆、花生等经济作物.其中玉米在4月下旬播种,,5月上旬出苗并进入苗期阶段,6月下旬进入拔节阶段,7月上旬到中旬期间进入抽雄阶段,8月上旬到中旬进入乳熟阶段,8月下旬到9月上旬就可以成熟收获.3.2野外样本数据内插和外推如图2所示为已有的样本数据不能均匀分布在整个研究区域,笔者需要增加一些有特征性的样本.GOOGLEEARTH软件提供的影像样本数据能满足目前所有实验数据要求,无疑是判读样本数据的最佳选择.将原有的样本数据与GOOGLEEARTH中样本所覆盖的影像通过叠加对比分析,发现GOOGLEEARTH软件所提供的影像与样本边界很好的重叠效果,精度得到了很好的验证(见图3).图2已有样本分布图Fig.2Thedistributionmapoftheexistedsamples图3改进样本分布图Fig.3Thedistributionmapoftheimprovementsamples3.3典型地物的分类归一化植被指数(NDVI)是表达植被生长状况和空间分布的遥感数据,它用以监测地球上任何位置的植被生长状态,覆盖程度和用来消除大部分辐射误差等功能.其数值在-1~1范围,负值代表地面空间被云、水、雪等覆盖;0值代表山岩、土地等;正值代表地表有植被覆盖,且其数值随着植被覆盖程度的增大而线性增大.其数学表达式为NDVI=(NIR-R)(NIR+R).(15)式中:NIR为近红外波段反射率数值,R为可见光波段的反射率数值.通过ENVI5.1软件将中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据按照时间先后顺序组
【作者单位】: 沈阳建筑大学交通工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51178277) 辽宁省教育厅一般项目(L2013232)
【分类号】:S513;S127

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