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[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
刘逸竹 李晴 吴文斌
[目的]区域尺度的灌溉耕地空间分布信息是相关研究和管理的重要基础数据。中国的灌溉农业面积居全球第二位,但目前灌溉空间分布制图相对缺乏,且多依赖人工调查,利用遥感技术进行区域灌溉耕地制图成为未来发展趋势。针对目前对我国灌溉耕地特征参量研究不足、难以描述灌溉耕地优势特征的空间差异性的缺陷,更好指导未来灌溉耕地制图。[方法]文章以高精度遥感产品作为真值,在对已有研究选用的分类参量进行统计分析的基础上,选取年降水、高程、坡度、地表水分指数和归一化植被指数作为不同类型特征参量的代表,通过单变量特征选择算法Select K Best,对我国北方不同地区的灌溉/雨养耕地的优势参量进行了系统分析,并针对主要问题提出了解决思路。[结果]研究结果显示,不同地区的优势特征类别呈现较大的地域差异,一些新特征被发现较常用的参量更有效;不同地区所呈现的特征优势原因各异。耕地基础禀赋、地理条件和灌溉结果三者互相关联,共同影响灌溉耕地空间信息提取的精度。[结论]耕地基础禀赋和灌溉结果最终归因于地理条件,地理条件是未来灌溉耕地制图中需要优先重点考虑的特征参量。
关键词：
遥感制图 灌溉 耕地 特征选择 中国北方
[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] 中国人口.资源与环境
[作者]
窦益湘 赵庚星 田文新 张银辉
本文以县 (市区 )为基本单位 ,对山东省 7个县 (市区 )10个时相的耕地信息自动提取技术进行了研究。结果证明 ,选择春季时相 ,TM 4 32波段合成 ,经几何校正和增强处理 ,通过交互的非监督分类提取耕地信息 ,可以获得满意的结果 ,平均分类精度达到 98.17%。
关键词：
卫星遥感 耕地 信息
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
齐述华 李召良 王长耀
水分亏缺指数(WDI)是综合陆地表面温度和植被指数建立的区域干旱遥感监测评价指标。本研究利用1982—2001年NOAA AVHRR资料计算了全国20年间各旬WDI,提出基于WDI判断农田受旱及受旱成灾的标准,结合土地覆盖分类提取的耕地范围,提取我国1982—2001年间各年份受旱和受旱成灾耕地面积。结果表明:利用遥感手段提取农田受旱面积具有一定参考价值,遥感获取的农田受旱成灾面积与统计结果基本一致,是快速有效获取干旱成灾范围和成灾面积的方法。
关键词：
水分亏缺指数 遥感 耕地 旱灾 受旱成灾
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
卫炜 吴文斌 李正国 周清波
耕地物候的空间格局综合反映了作物种植在环境因子及人类活动双重作用下的空间差异性，因此耕地物候识别成为农业遥感应用的热点之一。研究利用ＳＰＯＴ的植被指数产品开展我国北方耕地作物种植制度空间分布的遥感识别并分析耕地种植制度空间分布特征。首先使用非对称高斯函数拟合法对时间序列植被指数进行重构，然后采用多项式和谐波函数拟合数据来确定耕地的生长季个数，最后通过比例阈值法提取耕地的生长季开始期和结束期。在上述过程中结合先验知识引入波峰阈值并通过对ＮＤＶＩ时间序列数据进行＂掐头去尾＂处理来保证耕地种植制度识别以及物候信息获取的准确性。基于ＳＰＯＴ／ＶＧＴ数据对我国北方１５省的耕地种植制度进行了识别，并在此基．．．
[期刊] 西南农业学报
[作者]
武英洁 房世波
【目的】由于山地地貌区的耕地分布破碎度大,仅应用中分辨率遥感影像难以获得高精度的山地耕地分布信息,如何提高应用中分辨率遥感影像提取山地耕地信息的精度是亟需研究的问题。【方法】本文在分析区域主要作物及其生育期随季节变化的基础上,根据耕地与其他地物在植被覆盖时间序列变化上的区别,基于多时相遥感影像,提出了一种将作物生长和耕作节律与多时相遥感结合的耕地信息遥感提取方法。【结果】应用该方法准确的提取了典型山地区四川省会理县的耕地分布信息。【结论】这种方法提取速度快,结果具有一定的实时性和较高的准确性,可以满足耕地利用及管理中对耕地信息适时获取的要求,也可以应用于对历史耕地矢量数据中地块错分进行修正、更新漏分问题等。
[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] 自然资源学报
[作者]
陈红 吴世新 冯雪力
为了研究新疆耕地变化趋势及其驱动力,利用1990、2000年TM影像及2005、2008年中巴遥感影像及其4期土地利用数据库和野外调查数据,应用遥感和GIS技术,对新疆近20年来耕地数量变化及区域差异进行分析,探讨了影响耕地动态变化的驱动因子。结果表明,近20年来新疆耕地总量一直在增长,但其年均净增速度呈先增后减的趋势,2000—2005年间达到峰值,耕地的动态变化主要是耕地与草地间的相互转化,中东、西北边缘地带的耕地面积相对变化较大。此外,影响新疆耕地开发的主要因素是人口增长和水土资源的限制,同时政策因素也具有一定的调控作用,但随着农业科技的进步,水、土资源对耕地开发的限制作用在逐渐减弱;影...
关键词：
耕地开发 耕地流失 相对变化率 驱动力
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
唐鹏钦 姚艳敏 吴文斌 杨鹏
复种是我国重要的农作制度之一,对于提高我国耕地综合生产能力和确保国家粮食安全具有重要作用。该文在介绍复种指数基本概念和研究方法的基础上,对基于遥感技术的耕地复种指数研究进展进行了评述,尤其对时序植被指数平滑方法和复种指数的判别方法等两个关键技术进行了详细阐述。该文提出了遥感技术和地面观测的结合将是未来耕地复种指数遥感监测的发展趋势之一。如何进行遥感数据平滑最优化处理,以及获取高时空分辨率遥感数据及规范准确的地面观测数据将是需要重点解决的关键问题。
关键词：
遥感 复种指数 植被指数 平滑 峰值法
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
李正国 唐华俊 杨鹏 吴文斌 陈仲新 周清波 张莉 邹金秋
多时相遥感数据因其高时效、宽范围和低成本等优点正被广泛应用于对地观测活动中,为大区域尺度掌握植被/作物空间格局提供了新的科学技术手段。通过对相关研究进展的回顾,该文系统归纳了植被物候特征遥感提取的关键步骤。首先从数据获取与处理方面,整理了目前常用的NDVI数据集以及预处理方法等相关背景信息;其次从提取原理、假设条件以及适用性等角度,比较了目前用于时序遥感数据重构和特征提取的常用技术方法;在此基础上,归纳了基于时序遥感数据拟合曲线提取的植被物候特征及其农业内涵意义;最后,结合目前的农业应用,探讨了其在识别作物物候期、确定种植制度以及提高遥感估产精度等专业领域的应用方向,以期为区域尺度上生态管理与...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王卫 朱明帮 陈晓远 胡月明 林昌华
【目的】耕地信息的提取和变化监测是遥感应用研究的热点之一,粤北地区是广东省主要的粮食基地,是业务管理部门进行耕地变化监测的重点地区。【方法】本文利用高分2号和哨兵2号遥感影像,结合研究区晚稻的物候期,通过提取植被指数、湿度指数、亮度指数、色彩指数并结合纹理特征进行多尺度分割,构建水田提取的多特征时序图像,运用随机森林法分别对晚稻生长期影像、晚稻收割后影像、时序指数差值图像和时序多特征差异图像进行分类,提取水田的面积,并对结果进行评估。【结果】(1)水田的提取精度在时序多特征差异图像的最高为0.98,与晚稻播种的面积差异最小为240.05 hm~2,基于时序多特征差异图像的水田提取效果最好;(2)指数特征的差异需要利用作物的关键物候特征,并结合影像的多尺度分割,提高水田提取的准确程度;(3)随机森林方法在高维特征的数据分类时,具有较快的运算速度和较高的分类精度。【结论】本文的研究是对高分辨遥感在耕地信息快速准确更新的方法探索,可为耕地管理业务提供技术支撑。
[期刊] 华南农业大学学报(社会科学版)
[作者]
田蓬鹏 朱玉春
以小型农田水利设施和微观农户的“非粮化”倾向为研究视角，基于河南等五省的调查数据，利用probit模型和CMP模型探讨了灌溉供给对耕地“非粮化”的影响效应、作用机制及异质性影响。研究表明：灌溉供给能够显著抑制农户的耕地“非粮化”倾向，且灌溉供给越充分，抑制作用越大，但存在一定门槛制约。在纯粮食种植户中，灌溉供给能够通过提高种粮产出，进而抑制农户“非粮化”倾向。异质性效果明显，过度集中化或缺少制度辅助的产权归属和管理，不利于小农水灌溉供给能力提升。产权所属需要适度集中化、适度制度化，管护主体需要多元化，两者共同作用提高小农水的灌溉供给能力，从而抑制“非粮化”倾向；灌溉供给对混种农户“非粮化”倾向抑制作用更大，对中部和西部农户“非粮化”倾向的作用依次降低，对东部农户影响不显著。因此，可以通过推动小农水产权改革和创新管护机制，发挥多中心治理优势，提高小农水的灌溉供给能力，从而抑制农户的“非粮化”倾向。
[期刊] 林业科学
[作者]
周小成 郑磊 黄洪宇
【目的】以无人机可见光遥感影像为数据源实现竹林、针叶林和阔叶林的分类识别,扩展无人机可见光遥感数据在森林资源调查中的应用范围。【方法】利用无人机获取仅包含红、绿、蓝3个波段光谱信息的航拍影像,经预处理生成空间分辨率为0.1 m的数字正射影像图(DOM)和数字表面模型(DSM),从DSM和DOM中提取包括高度特征、光谱特征、常见的可见光植被指数、HSV颜色分量、HSV颜色分量基础上提取的纹理特征以及扩展的形态学多属性剖面(EMAPs) 6类特征;采用递归特征消除随机森林算法(RF_RFE)优选特征子集,根据不同类型特征和优选特征子集设置8组试验,使用随机森林分类器(RFC)进行林分类型分类,运用目视解译获得的地面真实影像建立混淆矩阵评价分类结果。【结果】1)单独利用光谱特征进行林分类型分类效果不理想,总体精度为65.68%,Kappa系数为0.53;以光谱特征为基础单独引入其他特征进行林分类型分类,除植被指数外,其他特征均可提高总体分类精度; 2)采用递归特征消除随机森林算法优选出11个特征,包括5个EMAPs特征、3个HSV纹理特征、1个高度特征、1个植被指数和1个HSV颜色分量,11个特征组合获得8组试验中最高分类精度,总体精度为81.05%,Kappa系数为0.73; 3)将多特征优选方法应用于不同分辨率的可见光无人机影像上均取得较好分类结果,其中分辨率为0.3 m时分类精度最高,总体精度为82.46%,Kappa系数为0.75。【结论】递归特征消除随机森林算法综合多类型特征中最有利于林分类型分类的特征,从而提高分类精度,研究结果可为无人机可见光遥感数据在森林资源调查中林分类型信息的提取提供参考。
[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] 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。
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