基于多時(shí)相CBRES CCD圖像的水稻種植面積監(jiān)測(cè).pdf

1、水稻是中國(guó)主要的糧食作物之一，其長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、種植面積提取與產(chǎn)量的估算對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。遙感技術(shù)具有客觀、及時(shí)、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，對(duì)于水稻種植面積的測(cè)算具有很大優(yōu)勢(shì)。美國(guó)Landsat TM數(shù)據(jù)具有空間分辨率高(30m)、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，并且目前。TM數(shù)據(jù)在土地利用覆蓋分類(lèi)、作物面積遙感測(cè)算、作物估產(chǎn)等領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用比較廣泛。重慶是多云雨的地區(qū)，在整個(gè)水稻生育期要獲取國(guó)外可用的遙感圖像(如Landsat TM、SPOT)比較困難

2、，而中巴地球資源一號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)空間技術(shù)研究院和巴西空間院聯(lián)合研制的第一顆衛(wèi)星，它與Landsat TM數(shù)據(jù)的波段光譜特性相似，且其分辨率為19.5m略高于LandsatTM，性?xún)r(jià)比較高，所以選用中巴衛(wèi)星(CBRES)提取水稻面積具有一定優(yōu)勢(shì)。 本文利用2006年獲取的5個(gè)時(shí)期的中巴衛(wèi)星CBRESCCD影像和1景Landsat TM影像數(shù)據(jù)，以重慶市梁平縣為研究對(duì)象，綜合應(yīng)用了RS和GIS技術(shù)手段，并結(jié)合現(xiàn)有的土地利用現(xiàn)狀圖與其他

3、統(tǒng)計(jì)資料，對(duì)CBRES CCD數(shù)據(jù)在水稻種植面積監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用潛力進(jìn)行了探討，主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： (1)遙感圖像預(yù)處理。應(yīng)用遙感處理軟件Erdas Imagine8.7以及輔助的地理信息系統(tǒng)軟件Arcmap9.0對(duì)原始遙感影像進(jìn)行輻射校正、輻射增強(qiáng)處理、幾何精校正等，均取得了較好的校正效果。 (2)波段組合。通過(guò)比較研究表明，CBRES-02 CCD圖像采用第4、3、2波段組合進(jìn)行假彩色合成的影像地物光譜信息差異

4、最大，而Landsat TM影像的第5、4、3波段組合假彩色合成的影像效果最好。 (3)遙感圖像分類(lèi)。以研究區(qū)的土地利用現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合目視解譯和實(shí)地考查資料，將研究區(qū)土地利用類(lèi)型劃分為水田、旱地、林地、草地、建設(shè)用地及水域6個(gè)大類(lèi)別。通過(guò)建立解譯標(biāo)志，選擇訓(xùn)練樣本，對(duì)各時(shí)期遙感影像進(jìn)行監(jiān)督分類(lèi)，測(cè)算研究區(qū)的水稻種植面積。 (4)Landsat TM影像分類(lèi)提取水稻面積結(jié)果：2006年8月的TM影像提取研究區(qū)

5、的水稻面積為48091.05hm2，2006年統(tǒng)計(jì)的實(shí)際水稻種植面積為48720.47 hm2，TM影像的水稻識(shí)別精度為98.71％。通過(guò)隨機(jī)抽樣對(duì)該TM影像分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行誤差分析，得到水稻識(shí)別的像元精度為94.12％，總體分類(lèi)精度為90.13％，該分類(lèi)結(jié)果可以作為檢驗(yàn)多時(shí)相CBRES-02 CCD影像提取水稻種植面積的標(biāo)準(zhǔn)。 (5)多時(shí)相CBRES-02 CCD影像分類(lèi)提取水稻面積結(jié)果：從各個(gè)時(shí)期CBRES-02 CCD影像分類(lèi)

6、提取梁平縣總的水稻面積結(jié)果與TM影像提取結(jié)果相比較來(lái)看， 2006年5月18日的影像分類(lèi)提取的結(jié)果最好，其水稻面積為44421.49 hm2，其精度達(dá)到92.37％；其次是2005年11月28日的影像，提取水稻面積為43473.83hm2，其精度為90.40％：再次是2006年10月17日水稻收割以后的提取結(jié)果，水稻面積為38394.83 hm2，精度為79.84％；2006年8月25日的影像提取的水稻面積為36171.24hm2，精度

7、為75.21％；精度最低的為2006年3月29日的影像提取結(jié)果，水稻面積為35026.92 hm2，精度僅為72.83％。 從不同海拔高程各時(shí)期的CBRES-02 CCD影像水稻識(shí)別的精度來(lái)看，海拔400～500m的區(qū)域水稻識(shí)別精度最高，該區(qū)域水稻識(shí)別效果最好的時(shí)期其差值率為2.08％，識(shí)別效果最差的時(shí)期其差值率為18.74％：其次為海拔低于400m的區(qū)域，水稻識(shí)別的精度最高的其差值率可以達(dá)到4.06％，而最低的差值率為-33.

8、72％：水稻識(shí)別效果最差的為海拔500～600m及高于600m的區(qū)域，精度最高的時(shí)期其差值率分別達(dá)到-24.95％、-29.85％。由此可見(jiàn)，水稻識(shí)別精度受到海拔高度與地形因素的影響，海拔越低，地勢(shì)越平坦，水稻分布越集中，水稻識(shí)別精度越高；海拔越高，地形條件越復(fù)雜，地塊越破碎，水稻識(shí)別的精度越低。 從TM影像與各時(shí)期的CBRES-02 CCD圖像以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位所提取水稻面積結(jié)果的相關(guān)性分析來(lái)看，2006年5月18日的影像與TM影像

9、提取的水稻面積相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)R為0.9027：其次是2005年11月28日的影像，它與TM影像的提取結(jié)果的相關(guān)系數(shù)為0.8795：再次是2006年3月29日與2006年10月17日的影像，它們與TM影像的提取結(jié)果相關(guān)系數(shù)分別為0.8149、0.8418；與TM影像提取結(jié)果相關(guān)性最差的是2006年8月25日的影像，其相關(guān)系數(shù)為0.5835。 研究結(jié)果表明，水稻移栽時(shí)期(5月中下旬)是CBRES-02 CCD影像提取水稻種植面