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[期刊] 中国农业科学
[作者]
陶建斌 王昀 张馨月 姜启樾 吴文斌
【目的】种植模式是作物种植的前后茬顺序的概括，反映耕地资源的利用方式和效率。本研究通过分析不同种植模式的物候特征，构建江汉平原地区的耕地物候信息图谱和种植模式谱，并实现该地区主要种植模式的提取。【方法】在地学信息图谱理论支持下，根据农作物种植的先验知识和不同种植模式所表现的物候差异，将植被指数变化过程和耕地利用方式的空间差异进行图谱合一的表达，组成包含耕地不同利用方式的耕地物候信息图谱；以江汉平原地区的主要种植模式为例，将关键物候期植被指数的状态进行排列组合，建立植被指数状态到种植模式的信息重映射规则，并在此基础上根据农作物特有的物候知识进行物候特征挖掘，进行江汉平原地区种植模式谱的构建；进而利用朴素贝叶斯网络融合关键物候期影像和物候知识实现江汉平原种植模式的提取。采用基于知识概率编码的方法，对关键物候期的植被指数状态进行定量表达。【结果】构建了江汉平原地区的种植模式谱，发现江汉平原地区的种植模式谱由8种种植模式构成：春单季、夏单季、春夏双季、夏秋双季、双季稻、经济作物、鱼塘、苗木或撂荒。提出的种植模式谱及基于朴素贝叶斯网络的种植模式提取方法能够准确地提取出所有种植模式，并具有良好的精度和适用性。江汉平原地区在研究时段内呈现显著的夏秋双季扩张，以及春夏双季和夏单季减少的趋势。【结论】种植模式谱全面反映了江汉平原地区种植模式的总体特征，提升了耕地利用方式监测的准确度，丰富了耕地资源利用方式的内涵。本文方法得到的种植模式分布图可以作为作物制图的基础底图数据，也是种植强度制图的重要依据。
[期刊] 中国土地科学
[作者]
顾晓鹤 潘瑜春 王堃 杨枫 黄文江
研究目的:探索耕地轮作模式空间格局的遥感监测方法。研究方法:基于变化向量分析技术,分析多时相NDVI变化的大小、方向与耕地轮作模式的响应规律,构建基于变化向量分析的耕地轮作模式遥感监测模型。研究结果:利用多时相NDVI信息进行变化向量分析,能有效地监测研究区耕地轮作模式空间格局;研究区以冬小麦—夏玉米轮作模式为主,其次是春玉米、休闲—春玉米—冬小麦模式,露天菜地与大棚菜地所占比例较少;以野外实测样本进行精度验证,本研究提出的耕地轮作模式监测方法的总体精度为80.36%,其中冬小麦—夏玉米一年两熟模式和春玉米一年一熟模式的监测精度最高,分别可达90%和85.71%。研究结论:多时相NDVI变化向...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
周华茂 曾良修 喻歌农 刘鼎昌
通过对成都平原及川中丘陵地区１９９１年底耕地资源本底值调查和１９９２、１９９３和１９９４三个年度的耕地变化情况以及非农建设占地状况的监测研究，探索出了一套适合重点农区大面积耕地资源宏观调查与动态监测的遥感技术方法，解决了采用常规调查方法速度慢、耗费高、大面积调查难以完成和不便于重复监测等问题。本文着重探讨该调查方法中的几项有关技术。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李晓东 曾发梁 姜琦刚 闫守刚
随着3S技术的迅猛发展,用于地表遥感监测的卫星影像数据浩如烟海,而影像上地表植被长势等隐含信息的提取通常工作量大、耗费时间。论文提出了一种计算机自动提取地表植被物候信息的方法,主要用于对地表植被生长季及其年内长势进行快速提取。方法的基本原理是基于NDVI序列数据集,构建时间点对的时长跨度与该点对半方差的函数关系。选择东北松嫩平原地区作为重点试验区,计算了该区域1999—2013年地表植被生长季长度和长势特点,并选择东北地区物候观测数据进行验证分析。结果表明:1)东北地区农耕作物的生长季持续期在107126
关键词：
变异函数 植被生长季 植被长势 遥感监测
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李晓东 曾发梁 姜琦刚 闫守刚
随着3S技术的迅猛发展,用于地表遥感监测的卫星影像数据浩如烟海,而影像上地表植被长势等隐含信息的提取通常工作量大、耗费时间。论文提出了一种计算机自动提取地表植被物候信息的方法,主要用于对地表植被生长季及其年内长势进行快速提取。方法的基本原理是基于NDVI序列数据集,构建时间点对的时长跨度与该点对半方差的函数关系。选择东北松嫩平原地区作为重点试验区,计算了该区域1999—2013年地表植被生长季长度和长势特点,并选择东北地区物候观测数据进行验证分析。结果表明:1)东北地区农耕作物的生长季持续期在107~126 d左右。计算得到的结果与实测数据的最大误差在5 d值域范围内,沼泽植被在160 d以上(误差10 d左右),草地为120~139 d;2)研究区地表植被的生长盛期峰值出现在第150天前后。结果较为真实、合理地反映了研究区域地表植被的物候信息。
关键词：
变异函数 植被生长季 植被长势 遥感监测
[期刊] 资源科学
[作者]
黄翀
柬埔寨可耕地资源丰富,温度适宜,水稻生产极具潜力。及时监测水稻种植时空格局对于区域水稻生产管理、灾害风险评估和粮食政策制定具有重要意义。传统的水稻遥感监测研究大多只提供年际尺度的水稻空间分布,缺乏年内尺度水稻种植与收获信息。本文首先利用一年内所有可获取的MODIS影像,构建基于像元的MODIS NDVI年时间序列曲线;然后,选取最大值、最小值、均值和标准差逐像元计算时序统计参数特征,采用FastDTW算法计算像元时序曲线与水稻参考时序曲线的相似性特征,将时序统计特征与时序曲线相似度特征相结合,利用随机森林分类器,通过机器学习进行监督分类,提取水稻熟制信息;最后,结合时序曲线提取水稻物候特征,生成水稻收获时间信息,并对水稻耕作类型进行识别。研究表明:(1)柬埔寨水稻种植主要集中在洞里萨湖周围的低地平原和南部的湄公河下游。尽管柬埔寨全年热量条件适宜,但水资源获取限制对柬埔寨水稻种植时空格局具有显著影响。(2)水稻熟制以单季稻为主,约占全年水稻种植面积的80%,且分布区域稳定;双季稻面积约占20%,年际种植空间分布变化较大。雨季稻是柬埔寨水稻的主要种植类型,种植面积约占全年水稻面积的70%左右,年际变化不大;旱季稻和前雨季稻面积约占30%,年际空间分布差异显著。(3)对2011年和2016年水稻种植模式分析可知,灌溉条件和洪水对柬埔寨水稻种植时空具有重要影响。本文通过对柬埔寨年内水稻种植时空格局的高精度监测,识别其主要影响因素,为制定因地制宜和有弹性的水稻种植制度、保障柬埔寨粮食安全提供借鉴。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
李宗南 蒋怡 王昕 任国业 李章成
[目的]文章以云南省陆良县为研究区,通过2013年4月到2017年3月6景Landsat-8 OLI影像提取该地区规模化设施种植区域空间分布信息,分析该县设施种植区域的空间特征和面积时序变化,为设施农业发展调控和优化提供参考信息。[方法]使用OLI全色波段影像和多光谱影像融合,得到15m分辨率的融合图像;使用融合图像7、5、3波段组合的RGB假彩色图像进行目视解译,提取设施种植区域信息。[结果]获取该县2013—2017年共6期设施种植区域空间信息。[结论]遥感监测显示:(1)该地区设施大棚包括种植蔬菜瓜果的光温棚和种植三七的遮阳棚;光温棚主要分布于湖积平原区,遮阳棚主要分布于北部、西部及南部环盆地的山坡地区;(2)陆良县设施种植区域总面积保持增加趋势,但不同类型大棚的变化趋势不同;光温棚面积自2013年4月到2017年3月持续增加;遮阳棚面积则出现大幅增长和大幅减少的现象。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
范德芹 赵学胜 朱文泉 郑周涛
基于植物物候的遥感监测对于研究植被对气候变化的响应具有重要的科学价值。本文在阐述植物物候遥感监测原理及其通用技术流程的基础上,分别从植被类型及其所处的地理条件、遥感数据源及其预处理、植物物候遥感识别方法和植物物候遥感监测结果评价4个方面分析了影响植物物候遥感监测精度的因素,并针对当前研究中存在的不足,探讨了提高植物物候遥感监测精度的可行性途径,即建立高分辨率的近地面遥感定点观测及数据共享网络,发展普适性更强的卫星遥感时序数据去噪及植被指数曲线重建方法,寻求稳定性更高的植物物候期遥感识别方法,探索综合运用地面观测、遥感监测与模型模拟实现物候观测空间尺度拓展的可能性。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张素心 申格 余强毅 吴文斌
【目的】耕地种植制度是农业生产方式的具体体现，其形成受自然资源要素与人类土地利用行为综合影响，反映了“人类-自然”的耦合关系。本研究旨在科学掌握全国耕地种植制度格局，为优化农业生产布局、提高农业生产能力、推动农业可持续性发展提供依据。【方法】结合遥感监测与空间决策树模型等手段，构建适合我国农情的跨年度种植制度探测方法体系，并开展空间格局分析。首先，通过辨析种植强度、复种指数等概念，从长期性、周期性、稳定性等方面，定义种植制度的内涵；其次，构建连续度、频度指标，并利用基于时序遥感的2001—2018年中国复种指数监测结果，结合时间滑动窗口方法，在像元尺度分别计算两个指标的具体值；最后，评估耕地的种植强度与种植制度特征的显著性，利用决策树方法确定种植制度类型，从区域差异、动态规律等方面分析不同区域种植制度的时空异质特征。【结果】（1）面积上看，一年一熟所占面积最大，占53.52%，超过耕地总面积的一半；其次是一年两熟，占23.28%，季节性休耕（如两年三熟）与年度休耕分别占12.80%和6.94%。（2）空间上看，一年一熟、一年两熟、季节性休耕与年度休耕的集中分布区分别为东北地区、华北地区、长江以南地区与“镰刀弯”地区。（3）时间上看，动态稳定的种植制度从时间维度上揭示了静态复种指数背后的异质性，例如，2018年复种指数为1的区域，其中75.18%属于一年一熟、6.60%属于一年两熟、8.92%属于季节性休耕、8.02%属于年度休耕。【结论】本研究提出了一种结合时序遥感监测与空间决策树模型的跨年度分类体系，揭示了中国耕地种植制度分区聚集、种植强度南高北低的空间格局，直观展现了松嫩平原、“镰刀弯”等空间聚集区；分析了耕地复种与种植制度的时空差异特征，主要表现在种植制度与年度复种指数的空间不一致性，以及种植制度特有的周期性。研究结果可为合理提高耕地复种强度、推动实施“藏粮于地”战略提供案例支撑。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
贾志成 段棋峰 汪东
【目的】森林火灾监测多采用卫星和低空热红外遥感对林火进行识别，准确率高，但受限于硬件性能和成本，对基于无人机的多光谱遥感及不同图像传感器比较的林火监测研究较少。【方法】选定山地树林作为试验对象，根据起火点的明火和阴燃两种状态，结合树冠状态，分为明火有遮挡、明火无遮挡、阴燃有遮挡、阴燃无遮挡等4种林火状态，以无火场景作为对照，开展森林火灾监测试验，利用无人机分别搭载热红外、多光谱、可见光等图像传感器采集林火图像，分别基于随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、反向传播神经网络（BP）3种机器学习算法建立林火监测模型，通过准确率（Accuracy）、精度（Precision）、召回率（Recall）和F1-score进行监测模型性能评估。【结果】综合分析，热红外相机和可见光相机基于支持向量机（SVM）的监测模型准确率最高，多光谱相机基于随机森林（RF）的监测模型准确率最高。热红外相机监测准确率高达100%，多光谱相机接近100%，可见光相机达到85%。综合分析，热红外相机监测准确率最高，多光谱相机次之，可见光相机监测性能最差。多光谱相机可在不同林火状态下较好地替代热红外相机进行监测，可见光相机在不同林火状态下均表现出较差的监测效果。【结论】通过使用机器学习算法进行优化，多光谱相机可在林火监测中有效替代热红外相机，可以显著降低监测成本和丰富林火监测技术手段。
关键词：
林火监测 多光谱 无人机 机器学习
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张珏 田海清 李哲 李斐 史树德
为定量研究利用数码图像进行甜菜冠层叶片氮含量(Leaf nitrogen content,LNC)时空变化监测的适宜性及准确性,以2014年内蒙古赤峰市松山区太平地镇田间试验为基础,在甜菜各生长阶段采集甜菜冠层数码图像,利用数字图像处理技术对图像进行分割并提取红光值(R)、绿光值(G)和蓝光值(B)。分析R/B、G/B等9个颜色参数与不同生育期冠层LNC的相关性,并研究冠层LNC随施氮量的变化规律,探寻适宜于甜菜氮素营养监测的关键生育时期及最佳颜色参数。分别利用支持向量机(Support vector machine,SVM)和BP人工神经网络(BackPropagation artificial neural network,BP-ANN)建立甜菜冠层LNC预测模型。研究结果表明,BP-ANN预测模型具有较高且较稳定的预测精度,其验证集的决定系数R~2和均方根误差RMSE分别为0.74和2.35,与SVM模型相比,BP-ANN模型的决定系数R~2提高了12.12%,均方根误差RMSE降低了8.09%。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
李丹丹 刘佳 周清波 黄青
农作物种植面积监测是遥感估产的基础工作之一,监测结果的精度直接影响到数据的可信度和可用性。随着多光谱和多空间分辨率数据集的日益普遍,多尺度遥感数据源的综合应用是进行大范围农作物种植面积遥感监测业务化运行的必然趋势,因此尺度变化对农作物种植面积遥感监测精度影响的研究势在必行。该研究采用高空间分辨率的多光谱遥感影像进行油菜种植面积提取,对其提取结果进行基于简单多数原则的尺度转化,得到不同空间分辨率的提取结果,通过与地面实测样方数据构建误差矩阵进行精度分析,分析不同空间分辨率影像对作物种植面积遥感信息提取精度的影响。运用多种精度评价指标,从不同空间分辨率、不同监测方法、不同遥感监测时相等角度系统分析...
关键词：
尺度变化 油菜面积 遥感监测 精度
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
田海峰 周伯燕 陈燕芬 邬明权 牛铮
为探究县域尺度上基于高分一号卫星(GF-1)PMS影像进行冬小麦遥感监测的可行性及精准性,以河南省滑县为研究区,遴选2015年2月上旬GF-1 PMS影像6景,对影像进行辐射定标、FLAASH大气校正、NNDiffuse融合、几何精校正、地图投影转换等预处理后,在外业调查和样本分析的基础上构建一种新的冬小麦决策树分类模型,模型第1层决策方案中NDVI>0.311的像元为冬小麦,得到冬小麦的粗分类结果;在此基础上进行第2层决策分类,以进一步提高冬小麦的分类精度,分类方案为第1波段地表反射率<0.146、第2
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
罗明 陆洲 徐飞飞 梁爽 褚煜琴 郭晗
[目的]作物分布是研究作物种植结构的基础,利用遥感进行大范围作物布局的监测识别,对推进农业种植结构研究、分析农业模式和制定农业政策都具有重要的意义。为了更好地适应作物生产的需求,解决大范围作物种植分布遥感监测方法复杂的问题,亟待构建一种快速实用的作物提取方法,实现作物种植信息的快速高效获取。[方法]以江苏省水稻、小麦和玉米为研究对象,利用作物关键生育期内的多时相中分辨率遥感影像,针对作物生长特点进行影像的特征转换,以行政区县为基础的作业单元进行区域划分及阈值设定,构建多时相阈值决策提取模型,并提出一种基于少量样本投射的阈值快速确定的方法,实现大范围作物分布的快速识别。[结果]该方法能够快速分单元确定模型的阈值,
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘浩田 孙敏轩 孙强强 张平 孙丹峰
为切实保护耕地,基于遥感技术对不同耕地演化类型,包括不变耕地、新增耕地、撂荒耕地和退耕耕地进行识别和检测,以民勤县为例,采用2010和2015年2个年份的春、夏、初冬地物景观三季相特点的Landsat TM/OLI数据作为主要数据源。依据不同耕地演化类型的季相变异规律和内部要素特征选取具有物理意义的端元丰度值、丰度值差值建立2年份混合决策树划分不同耕地演化类型。同时对比分析在2010和2015年各自决策树土地利用/覆被分类结果后比较提取的耕地演化类型。结果表明:民勤县大部分耕地未发生变化,新增耕地在各个区域均有一定量的分布且主要分布在下游;退耕耕地大面积分布在坝区;撂荒耕地主要分布在沙漠绿洲过渡带。研究表明通过能够与地物先验知识关联的端元丰度值、特征端元丰度的差值建立决策树可以有效实现不同耕地演化类型的检测。误差矩阵精度评价结果显示,基于混合决策树耕地演化类型提取结果在总体精度上要高于分类后变化检测的结果。
关键词：
耕地 光谱混合分解 丰度值 决策树
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