基于modis-ndvi时间序列小麦面积提取方法研究——以海河流域为例

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1、西安科技大学硕士学位论文基于MODIS-NDVI时间序列小麦面积提取方法研究以海河流域为例专业名称：测绘工程作者姓名：石宁卓指导教师：陈晓宁；张霞论文题目：基于MODIS-NDVI时间序列小麦面积提取方法研究—以海河流域为例工程领域：测绘工程硕士生：石宁卓（签名）________指导老师：陈晓宁（签名）________指导老师：张霞（签名）________摘要小麦是中国北方主要粮食作物之一，作为粮食资源不仅关系到国计民生而且关系到国家战略的重要资源。农业生产具有种植范围面积广、季节性变化强、区域差异性大、单位面积经济效益低的特点。传统的人工实地统计调查方法获得作物空间分部信息，不论从技术手段

2、的效率方面，还是从社会经济效益方面来看都是非常困难的事情。如何准确迅速获取我国北方地区小麦空间分布信息对指导小麦生产以及保证国家粮食安全具有重要的意义。随着遥感技术的迅速发展和应用，遥感在植被空间动态监测和预报方面具有得天独厚优势。其特点耗时少、效率高、范围广且时间连续重复性高，这是以往传统作物监测方法无法比拟的。因而利用遥感技术可以解决这个问题。作物种植面积提取是作物动态监测关键问题。由于我国作物种植结构和耕种方式的影响，如作物种类的复杂性，地域间的差异性造成的“同物异谱”和“异物同谱”现象的存在，仅从单幅影像的光谱信息特性难以区分作物的空间分布。因此根据我国主要粮食作物的种植结构和作物的物

3、候期，利用遥感数据时间序列的光谱信息，能够很好把农作物的生物生长机理季节性变化与植被本身的光谱特性季节变化结合起来，最终通过一定方法进行作物识别及面积提取。本研究使用MODIS陆地植被数据产品MOD13Q1，获取2010年23个时相植被指数归一化（NDVI），以遥感技术提取海河流域小麦种植面积为研究内容。围绕着提高遥感数据质量和遥感技术提取小麦种植面积精度为重点。主要做了以下几个方面的工作：（1）对海河流域地区MODIS-NDVI质量数据产品解码。MODIS-NDVI遥感数据质量的高低影响着提取小麦种植面积结果，本文从定量角度考虑遥感数据质量问题。依照MODIS-NDVI有关数据质量文件QA数

4、据集，运用相关方法对其MODIS-NDVI数据质量进行了评价。（2）MODIS-NDVI时间序列重构。主要运用不同的时间序列滤波方法对MODIS-NDVI进行重构比较，根据海河流域农作物的特点，经对比分析最终应用加权S-G滤波方法对海河流域MODIS-NDVI进行重构。并对MODIS-NDVI时间序列遥感数据进行重构后精度评定。（3）建立基于遥感数据的海河流域小麦种植面积提取模型。由于研究区南北水热条件差异显著，对作物生长影响较大，造成同一种作物生长物候期发生错位，利用MODIS-NDVI时间序列遥感数据设定单一阈值提取海河流域的小麦种植面积是不可行的。根据气象生物学理论得知，温度是影响作物生

5、长的关键因素之一。本研究选择温度因素进行小麦种植面积分区依据，保证小麦种植面积提取的精度。（4）小麦种植面积提取精度评定。经过精度评定本研究得到海河流域小麦种植面积精度87%，符合大区域作物面积提取要求。关键词：小麦；加权滤波；MODIS-NDVI时间序列重构；面积提取研究类型：应用研究型Subject:ResearchonWheatAreaExtractionbasedonMODIS-NDVITimeseries-acasestudyintheHaihebasinSpecialty:GeomaticsEngineeringName:ShiNingzhuo(Signature)________

6、Instructor:ChenXiaoning(Signature)________Instructor:ZhangXia(Signature)________AbstractWheatisoneofthemajorfoodcropsinnorthernChina.Asfoodresources,Itisnotonlytheimportantresourcestothenationaleconomyandpeople'slivelihood,butalsotothevitalnationalresourcestrategy.Wheatproductionhasthefollowingchara

7、cteristics：widescopeofplantingarea,strongseasonalchanges,regionaldifferences,loweconomicbenefitperunitarea.Thetraditionalmanualmethodtoobtainthefieldsurveyofcropisspacesegmentinformation.Thismethodisv