[湖北省农业遥感估产信息系统]

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1、9[湖北省农业遥感估产系统]——详细设计说明书[湖北省农业遥感估产信息系统]详细设计说明书(报名编号K20090241)项目书拟制人______柳菲____________指导老师__________梅新____________所在学校_______湖北大学_____________[二00九年十月十日]9[湖北省农业遥感估产系统]——详细设计说明书详细设计说明书1.引言1.1编写目的湖北省农业遥感估产系统是基于MapGIS7.0平台进行的二次开发，该软件主要是利用湖北省的卫星影像中农作物生长期的光谱特征信息，借助相关算法，完成对相关农作物的估产监测。本详细

2、设计说明书就是对该项目进行详细设计，进一步明确系统结构，划分各个功能模块，实现农作物产量监测的自动化，效率化。1.2背景a.[待开发系统的名称：湖北省农业遥感估产系统]b.任务提出者：梅新老师开发者：柳菲，董康，黄奎，陈津晶，郑培蓓用户：农业监测相关部门1.3理论基础a：孕穗期b：抽穗期c：乳熟期d：成熟期图水稻穗期不同生育期光谱特征由上图可分析出，在水稻四个生育时期，孕穗期、抽穗期、乳熟期、成熟期，光谱特征区别最明显的为第一个反射峰附近，在第一个反射峰区，孕穗期与抽穗期光谱特征最为相似，反射率也最低，乳熟期次之，成熟期最高；在反射谷区，反射率与反射峰区相似

3、。分析原因，孕穗期，水稻剑叶全部露出叶鞘，抽穗期，20%穗子顶端从剑叶叶鞘中露出，这两个时期水稻茎叶发育最茂盛，故对太阳辐射吸收最多，反射的较少，乳熟期，穗子顶部的子粒达到正常谷粒的大小，颖壳充满乳浆状内物，茎叶由盛转衰，对太阳辐射的吸收开始减少，成熟期，穗上有80%以上的谷粒呈现该品种固有的颜色，叶片开发变黄，对太阳辐射的反射更多，反射率更高。基于灰色系统理论的水稻产量监测，9[湖北省农业遥感估产系统]——详细设计说明书在水稻移栽时期，水稻种植区的水深一般在2-15cm，影像中的水稻种植区是表层水体和秧苗的混合光谱特征，在移植的50-60天后，即孕穗期，水

4、稻冠层几乎覆盖整个水稻种植区，影像中的水稻种植区是茂密的植被。选取水稻秧苗移栽时期，对土壤湿度和植被水分含量较敏感的短波红外波段计算得到的陆表水指数（LSWI），以及水稻孕穗期对植被敏感的归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)，从水田中提取水稻种植面积。利用MODIS影像的时效性强，能很好的监测农作物的长势，得到农作物各时期的NDVI和EVI影像，一般选用每年6月到9月的MODIS影像；利用TM影像的精度高，进行监督分类，配合耕地分布利用图，能很好的提取估产区域农作物的种植面积。2.系统的结构湖北省农业遥感估产信息系统文件基本操作影像显示影像处理

5、影像分类影像运算遥感估产关于帮助湖北省农业遥感估产系统的结构序号模块名称子模块1子模块21文件打开打开地图打开影像关闭保存另存为版面视图打印输出打印设置打印退出2基本操作Shp文件上载放大缩小移动复位获取AOI动态投影重采用影像格式转换矢量转栅格栅格转矢量3影像显示原图显示反转显示9[湖北省农业遥感估产系统]——详细设计说明书均衡化显示透明显示卷帘显示闪烁显示鹰眼显示漫游显示4影像处理投影变换几何校正太阳高度角校正影像裁剪薄云去除噪声去除5影像分类监督分类监督最小距离分类监督广义最小距离分类监督平行六面体分类最大似然法BP神经网络分类RBF神经网络分类LVQ

6、2神经网络分类高阶神经网络分类非监督分类ISODATA法分类非监督最小距离分类非监督广义最小距离分类非监督平行六面体分类ART神经网络分类FuzzyART神经网络分类Konhonen非监督分类分类后处理精度评价聚类评价去除分析过滤分析分类后比较法作物面积提取6影像光谱信息影像合成波段运算快速计算7遥感估产单产模型一元线性回归模型拉格朗日插值模型牛顿插值模型曲线拟合模型总产模型8关于帮助关于操作手册9[湖北省农业遥感估产系统]——详细设计说明书3．数据处理3.1所需数据描述影像数据：湖北省2002年161天到241天MODIS影像和TM影像矢量数据：湖北省行政

7、区边界，估产采样区域，湖北省行政区耕地利用分布图文本数据：估产样本区域的时间信息和产量信息Excel数据3.2数据采集影像数据可以在网上下载或者购买获取矢量数据需要利用GPS等仪器实地测量获取文本数据咨询当地相关农业部门，例如统计年鉴等官方文本3.2数据处理1.影像数据需要做影像校正使相关光谱信息能很好的显示，例如：太阳高度角校正，几何校正，薄云去除，噪声去除等，然后对MODIS影像进行NDVI，EVI或者LSWI处理，对TM影像进行分类提取估产区域的处理；2.对影像数据和矢量数据做投影变换，使之在同一投影系下重叠显示，用湖北省行政区边界和TM影像提取估产区

8、域的影像图，用估产采样区域和TM影像提取样本区域影像