基于MODIS-NDVI時(shí)間序列小麥面積提取方法研究——以海河流域?yàn)槔?pdf

1、小麥?zhǔn)侵袊?guó)北方主要糧食作物之一，作為糧食資源不僅關(guān)系到國(guó)計(jì)民生而且關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略的重要資源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有種植范圍面積廣、季節(jié)性變化強(qiáng)、區(qū)域差異性大、單位面積經(jīng)濟(jì)效益低的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的人工實(shí)地統(tǒng)計(jì)調(diào)查方法獲得作物空間分部信息，不論從技術(shù)手段的效率方面，還是從社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)看都是非常困難的事情。如何準(zhǔn)確迅速獲取我國(guó)北方地區(qū)小麥空間分布信息對(duì)指導(dǎo)小麥生產(chǎn)以及保證國(guó)家糧食安全具有重要的意義。隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，遙感在植被空間動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

2、和預(yù)報(bào)方面具有得天獨(dú)厚優(yōu)勢(shì)。其特點(diǎn)耗時(shí)少、效率高、范圍廣且時(shí)間連續(xù)重復(fù)性高，這是以往傳統(tǒng)作物監(jiān)測(cè)方法無(wú)法比擬的。因而利用遙感技術(shù)可以解決這個(gè)問(wèn)題。
　　作物種植面積提取是作物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵問(wèn)題。由于我國(guó)作物種植結(jié)構(gòu)和耕種方式的影響，如作物種類的復(fù)雜性，地域間的差異性造成的“同物異譜”和“異物同譜”現(xiàn)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(jù)我國(guó)主要糧食作物的種植結(jié)構(gòu)和作物的物候期，利用遙感數(shù)據(jù)時(shí)間序列的光譜

3、信息，能夠很好把農(nóng)作物的生物生長(zhǎng)機(jī)理季節(jié)性變化與植被本身的光譜特性季節(jié)變化結(jié)合起來(lái)，最終通過(guò)一定方法進(jìn)行作物識(shí)別及面積提取。
　　本研究使用MODIS陸地植被數(shù)據(jù)產(chǎn)品MOD13Q1，獲取2010年23個(gè)時(shí)相植被指數(shù)歸一化（NDVI），以遙感技術(shù)提取海河流域小麥種植面積為研究?jī)?nèi)容。圍繞著提高遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量和遙感技術(shù)提取小麥種植面積精度為重點(diǎn)。主要做了以下幾個(gè)方面的工作：
　　（1）對(duì)海河流域地區(qū) MODIS-NDVI質(zhì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)品

4、解碼。MODIS-NDVI遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低影響著提取小麥種植面積結(jié)果，本文從定量角度考慮遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題。依照MODIS-NDVI有關(guān)數(shù)據(jù)質(zhì)量文件QA數(shù)據(jù)集，運(yùn)用相關(guān)方法對(duì)其MODIS-NDVI數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　（2） MODIS-NDVI時(shí)間序列重構(gòu)。主要運(yùn)用不同的時(shí)間序列濾波方法對(duì)MODIS-NDVI進(jìn)行重構(gòu)比較，根據(jù)海河流域農(nóng)作物的特點(diǎn)，經(jīng)對(duì)比分析最終應(yīng)用加權(quán) S-G濾波方法對(duì)海河流域MODIS-NDVI進(jìn)行重構(gòu)。

5、并對(duì)MODIS-NDVI時(shí)間序列遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)后精度評(píng)定。
　?。?）建立基于遙感數(shù)據(jù)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(duì)作物生長(zhǎng)影響較大，造成同一種作物生長(zhǎng)物候期發(fā)生錯(cuò)位，利用MODIS-NDVI時(shí)間序列遙感數(shù)據(jù)設(shè)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(jù)氣象生物學(xué)理論得知，溫度是影響作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一。本研究選擇溫度因素進(jìn)行小麥種植面積分區(qū)依據(jù)，保證小麥種植面積提取的精度。