基于多源遥感的江苏省油菜及其同物候期主要作物面积提取

发布时间：2020-08-19 11:39

【摘要】：农作物种植面积获取的方法主要是通过大面积实地测量或通过统计部门逐级上报,这种方法不仅消耗人力、物力、财力而且缺乏农作物空间分布信息,已不能满足实际需要。遥感(RS)技术的发展为农作物种植面积的监测提供了一个全新的统计手段,能够快速高效地大范围监测农作物种植信息。农业遥感在我国的应用已十分广泛,在农业遥感监测发展的新阶段,遥感技术可应用于农业资源调查,遥感监测和估算作物播种面积,作物生长和产量的估算,遥感监测和农业灾害监测,环境保护和数字农业,可促使相关部门对农业的科学决策提高到更高的水平,同时也为农业生产提供更优质的服务。本文研究区江苏省位于我国东部沿海,是我国的农业大省,在我国粮食生产中占有重要的地位,特别是油菜生产在我国处于领先地位,为确保我国的粮食生产安全做出了重大贡献。相对于有些省份而言,江苏省农业种植结构比较特殊,冬季有油菜和冬小麦两种越冬农作物,基于遥感技术研究江苏省油菜和冬小麦种植情况不仅有利于粮食快速估产、加强油菜生产管理,而且能够指导农业种植结构的及时调整。本研究选取中低空间分辨率的MODIS遥感影像作为主要数据源,通过实地采样调查,获取样区农作物的矢量边界数据,根据MODIS遥感影像数据和样区采样数据提取农作物种植面积。在提取的结果中选取中高分辨率的HJ-1A/B影像来验证其提取的空间分布,HJ-1A/B影像具有空间和时间分辨率都较高的优点,选择油菜和冬小麦NDVI差异较大的油菜开花期影像确定油菜冬小麦的空间分布。农作物提取的面积利用农作物的统计面积计算其精度。在油菜种植面积遥感提取研究中,总结了前人在遥感提取农作物种植面积方面的研究成果和存在的问题,在大尺度提取农作物种植面积研究中,采用监督分类和非监督分类的方法来提取面积的研究较多,本文采用了一种区别于监督分类和非监督分类的提取方法。研究利用MODIS-NDVI数据和油菜实地采样调查数据,获取油菜像元的MODIS-NDVI时序图,绘制油菜整个生长季的NDVI值随时间变化的曲线走势图,把曲线应用到整个研究区,以研究区MODIS-NDVI时序图像与标准油菜像元NDVI时序图的每个像元分别作差,然后计算作差后图像每个像元的平均值和绝对值,获得平均绝对离差图。平均绝对离差图中包含所有的油菜像元,把平均绝对离差图设定适当的阈值剔除非油菜像元,最终得到油菜像元的空间分布,进一步计算油菜的种植面积。冬小麦是与油菜同物候期的农作物,也是江苏省主要种植的农作物,两种农作物的物候期和光谱都非常接近,在提取过程中是不能忽视的研究对象,对两种农作物的区分是本文研究的重点和难点,提取冬小麦种植面积的方法和油菜提取方法相似,最终也达到较高的精度。本文基于高时间分辨率、中低空间分辨率的MODIS遥感影像完成了油菜和冬小麦的种植面积信息的提取,研究结果表明高时间分辨率遥感影像数据在农作物种植面积监测方面有很大的优势,可以较高精度地提取油菜及其他作物种植面积。随着遥感技术的发展和在农业监测的应用,未来会有更好的遥感方法来继续深入研究农作物种植面积的提取。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S565.4;P237
【图文】：

江苏省,地理位置,平原

我国的优越地理位置如图２－１所示。江苏省内陆面积约１０７２００平方公里，占江苏逡逑省±地总面积的１．０６％。长江自西向东横贯４２５公里，京杭大运河自北向南纵贯约逡逑７１８公里，南北海岸线长约９５４公里。江苏省地形＾八平原为主，平原面积近７万多逡逑平方公里，占江苏省总面积超过７０％，平原面积占有比例在中国各省份中居于首逡逑位，主要由苏北平原、黄淮平原、江淮平原、滨海平原和长江Ｈ角洲平原组成Ｐ２］。逡逑江苏省有大量的河流湖泊，地势低平，平原和水面的面积超过江苏省总面积的９０％，逡逑所占比例仍是中国各省首位，这是江苏省独有的地理特征。江苏省是中国所有省份逡逑中地势最低的省区，绝大多数地区海拔在５０米Ｗ下，占江苏省总面积约１４．３％的逡逑低山丘陵地带多数位于江苏省西南部［巧。逡逑

影像,物候历,主要农作物,油菜

度）Ｘ１０。（绅度）（１２００ｋｍＸＩ２００ｋｍ）的方式分片，并对每个瓦片范围赋予水平逡逑（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ，ｈ）和垂直（Ｖｅｒｔｉｃａｌ，邋Ｖ）编号脚，江苏省的ＭＯＤＩＳ数据覆盖范围为逡逑ｈ２６ｖ０５、ｈ２７ｖ０５、ｈ２８ｖ０５、ｈ２８ｖ０６、ｈ２９ｖ０６，如图２－３所示。本文需要研巧油菜整逡逑个生长季的ＮＤＶＩ时间序列曲线，需要较高的时间分辨率，因此本文选取覆盖油逡逑菜整个生长季每隔８天的ＭＯＤＩＳ数据共３５个时相的３５景影像作为研巧数据，覆逡逑盖油菜从播种到收获，该数据己经经过几何校正和福射校正可直接用于油菜逡逑１２逡逑

小卫星星座,监测预报,卫星影像,相机

能够获取农作物验证最佳时期的影像。由于覆盖整个研究区的影像数据逡逑量巨大，农作物提取的空间分布结果，在研巧区范围内只选取一定数量的点利用环逡逑境与减灾卫星数据来进斤验证Ｉ其中一景环境与减灾卫星影像数据如图２－４所示。逡逑．逦■ｒｉｌ逡逑图２－４环境与减灾卫星影像逡逑Ｆｉｇ邋２－４邋Ｔｈｅ邋ｅｎｖｉｒｏｍｎｅ打ｔ邋ａｎｄ邋出ｓａｓｔｅｒ邋ｓａｔｅｌｌＵｅ邋ｉｍａｇｅｒｙ逡逑环境与灾害监测预报小卫星星座Ａ、Ｂ星（ＨＪ－ＩＡ＾Ｂ星）是在２００８年９月６日逡逑上午１１点２５分成功发射的，ＨＪ－１－Ａ星装载了高像素的ＣＣＤ相机和超光谱成像仪逡逑（ＨＳＩ），ＨＪ－１－Ｂ星搭载了邋ＣＣＤ相机和红外相机（ＩＲＳ）［＂］。在ＨＪ－１－Ａ和讯－１－Ｂ逡逑两个卫星上分别装载了设计原理完全相同的ＣＣＤ相机，Ｗ星下点对称位置放置，逡逑两个卫星平分视场、并行观测。ＨＪ－１－Ａ和ＨＪ－１－Ｂ用４个光谱波段对地扫描成像，逡逑１７逡逑

【参考文献】