基于MODIS-NDVI時間序列小麥面積提取方法研究——以海河流域為例.pdf

1、小麥是中國北方主要糧食作物之一，作為糧食資源不僅關系到國計民生而且關系到國家戰(zhàn)略的重要資源。農業(yè)生產具有種植范圍面積廣、季節(jié)性變化強、區(qū)域差異性大、單位面積經濟效益低的特點。傳統(tǒng)的人工實地統(tǒng)計調查方法獲得作物空間分部信息，不論從技術手段的效率方面，還是從社會經濟效益方面來看都是非常困難的事情。如何準確迅速獲取我國北方地區(qū)小麥空間分布信息對指導小麥生產以及保證國家糧食安全具有重要的意義。隨著遙感技術的迅速發(fā)展和應用，遙感在植被空間動態(tài)監(jiān)測

2、和預報方面具有得天獨厚優(yōu)勢。其特點耗時少、效率高、范圍廣且時間連續(xù)重復性高，這是以往傳統(tǒng)作物監(jiān)測方法無法比擬的。因而利用遙感技術可以解決這個問題。
　　作物種植面積提取是作物動態(tài)監(jiān)測關鍵問題。由于我國作物種植結構和耕種方式的影響，如作物種類的復雜性，地域間的差異性造成的“同物異譜”和“異物同譜”現象的存在，僅從單幅影像的光譜信息特性難以區(qū)分作物的空間分布。因此根據我國主要糧食作物的種植結構和作物的物候期，利用遙感數據時間序列的光譜

3、信息，能夠很好把農作物的生物生長機理季節(jié)性變化與植被本身的光譜特性季節(jié)變化結合起來，最終通過一定方法進行作物識別及面積提取。
　　本研究使用MODIS陸地植被數據產品MOD13Q1，獲取2010年23個時相植被指數歸一化（NDVI），以遙感技術提取海河流域小麥種植面積為研究內容。圍繞著提高遙感數據質量和遙感技術提取小麥種植面積精度為重點。主要做了以下幾個方面的工作：
　　（1）對海河流域地區(qū) MODIS-NDVI質量數據產品

4、解碼。MODIS-NDVI遙感數據質量的高低影響著提取小麥種植面積結果，本文從定量角度考慮遙感數據質量問題。依照MODIS-NDVI有關數據質量文件QA數據集，運用相關方法對其MODIS-NDVI數據質量進行了評價。
　?。?） MODIS-NDVI時間序列重構。主要運用不同的時間序列濾波方法對MODIS-NDVI進行重構比較，根據海河流域農作物的特點，經對比分析最終應用加權 S-G濾波方法對海河流域MODIS-NDVI進行重構。

5、并對MODIS-NDVI時間序列遙感數據進行重構后精度評定。
　?。?）建立基于遙感數據的海河流域小麥種植面積提取模型。由于研究區(qū)南北水熱條件差異顯著，對作物生長影響較大，造成同一種作物生長物候期發(fā)生錯位，利用MODIS-NDVI時間序列遙感數據設定單一閾值提取海河流域的小麥種植面積是不可行的。根據氣象生物學理論得知，溫度是影響作物生長的關鍵因素之一。本研究選擇溫度因素進行小麥種植面積分區(qū)依據，保證小麥種植面積提取的精度。