[发明专利]一种基于地块尺度的农作物面积动态变化遥感监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是农业信息应用领域，具体涉及一种基于地块尺度的农作物面积动态变化遥感监测方法。

背景技术

目前农业遥感监测方法主要还是一种基于遥感影像的抽样结合地面调查的方法，通过提取遥感分类技术提取遥感影像中的作物种植面积信息，从而监测作物面积变化趋势。但是实际上，目前遥感分类结果往往误差来源多，比如影像成像时间、分辨率、影像质量、人为因素干扰等，同一区域的影像，不同的人或者采用不同的分类方法，提取的结果图斑往往差异较大，很难达到一致。采用这种误差大的数据进行动态变化监测，难以取得理想的效果。因此，本发明基于一种地块图斑抽样方法，通过实时的遥感影像，根据野外建立的遥感影像解译标志，对地块图斑的属性进行判别，对于目标地物的判别就只是二值性判别，只需判别该图斑是否是目标作物即可，这样得到的结果是基于相同图斑的解译结果，在很大程度上减少了遥感影像解译中同一区域图斑难以达到一致的问题，从而一定程度减少了误差来源。

基于此，本发明设计了一种基于地块尺度的农作物面积动态变化遥感监测方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于地块尺度的农作物面积动态变化遥感监测方法，是一种采用地块尺度的空间数据作为基本监测单元进行农作物种植面积动态变化监测的方法，通过卫星遥感监测技术代替地面调查的方法获取监测时间内地块图斑数据及其属性信息，从而根据地块数据基本监测单元分析农作物种植面积总体变化趋势。该方法主要基于3S技术，充分发挥高分辨率影像数据的准确性和中高分辨率影像数据的时效性，能够实现农作种植面积的精确提取，减少遥感解译过程的误差来源，同时减少了地面调查人工工作量，能够一定程度的改善目前外业调查工作量大、内业遥感监测误差大的现状，为农作物种植面积动态变化监测提供新的技术方案。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于地块尺度的农作物面积动态变化遥感监测方法，其包括以下步骤：1、遥感监测数据准备步骤，主要有基础行政区划数据、地面调查数据以及遥感监测数据，其中遥感监测数据包括高分辨率的卫星影像数据或者无人机航拍数据，用于获取地块数据、监测时间内的中高分辨率卫星影像数据，作为判别地块数据属性的依据。

2、空间抽样步骤，由于卫星影像成像往往受到卫星分辨率、运行周期、气象气候、作物生长期等多种因素影响，往往难以获取能够全覆盖目标监测区域的卫星影像，因此很多时候需要采用空间抽样的方法来解决数据不足的问题，同时还可以达到节省成本和提高监测效率的目的。空间抽样方法应根据监测区域尺度规模，目标监测区域地形地貌特征，农作物的种植结构及空间分布特征以及监测时间内的影像数据源等多方面情况，选择合适的空间抽样方法。之后，根据选择的抽样方法，精确提取抽样区域地块图斑数据。

3、地块图斑成图步骤，尽量采用近期的高分辨率卫星遥感影像数据或者航拍的影像数据作为数据源，对其进行系列的预处理流程，然后使用GIS数据处理软件采用人工勾绘的方法提取影像中的地块图斑数据。在以上影像数据都无法获取的情况下可以采用手持GPS实地采集的方法作为补充来获取地块图斑数据。

4、地块图斑属性采集步骤，该步骤是本发明的核心内容之一，地块图斑数据属性的采集将主要依据监测目标作物生长期内的实时卫星影像数据，一般采用相近的两个或者多个年份的影像数据作为农作物种植面积变化动态监测的数据源。为了提高遥感动态监测效率并节省监测时间，地块属性的采集将主要采集地块数据中耕地地块图斑的属性，其他非耕地区域不做属性采集。目标作物地块图斑属性的二值性判别主要依据遥感影像的光谱特征并结合该图斑历史经验数据，以室外采集的目标作物遥感解译标志作为判别的样本数据，采用计算机逐个判别图斑属性，并进行人工目视修正。

5、精度验证分析步骤，精度验证分析可以采用采集的解译标志进行验证，同时也可以采用手持GPS接收机实地采集地块及其属性数据进行精度验证分析，精度不符合监测要求的情况下，返回上一步重新判别，直至符合要求为止。

6、作物种植面积动态变化统计分析步骤，根据上一步处理结果，采用GIS软件统计分析监测区域目标农作物种植面积的动态变化趋势及变化率l。

l=S_n/(S_n-S_n-1)