利用modisevi图像时间序列提取作物种植模式初探

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1、第24卷第5期农业工程学报Vl01．24NO．52008年5月TransactionsoftheCSAEMav2008161利用MODISEVI图像时间序列提取作物种植模式初探张霞，焦全军，张兵，陈正超(中国科学院遥感应用研究所，遥感科学国家重点实验室，北京100101)摘要：作物种植模式对于高效、可控农业管理具有非常重要的意义，通过遥感手段获取种植模式信息是目前亟待解决的难题。以华北平原为试验区，收集了2003年全年每16天合成的MODISEVI时间序列图像，从种植模式的MODISEVI—时问谱分析入手，提取了表征冬小麦及其后茬夏玉米与其他同季生长作物物候差异性特征，分析表明返青期和峰值时期

2、对冬小麦提取贡献最大，而峰值时问和大小以及表征营养生长向生殖生长转化时生物量累积差异的参量(偏斜度)对玉米提取贡献最大。建立了冬小麦和夏玉米的提取模型，各省17个县的抽样表明，冬小麦的总体提取精度为88．38％最后形成了小麦一玉米、小麦一水稻和小麦一其他种植模式的分布图，与作物熟制气候分布图具有较好的一致性。关键词：种植模式；物候特征；MODIS；EVI时间序列中图分类号：TP79；TP274；$126文献标识码：A文章编号：1002—6819(2008)一5-016卜05张霞，焦全军，张兵，等．利用MODISEVI图像时间序列提取作物种植模式初探[J]．农业工程学报，2008，24(5)：—

3、161—165．ZhangXia，JiaoQuanjurl，ZhangBing，etat．PreliminarystudyoncroppingpaUemmappingusingMODISEVIimagetimeseries[J】．TransactionsoftheCSAE，2008，24(5)：161—165．(inChinesewithEnshabstract)0引言图像数据，无法充分发挥时相信息在复杂作物分类中的重要作用。但利用高时间分辨率的卫星数据制作植被指根据世界粮农组织的定义【lJ，作物种植模式是作物轮数图像时间序列，跟踪植被随时间变化规律，在作物关作的空间表达，是对作物的空间分布和

4、作物的前后茬顺键生育期、复种指数提取方面已有广泛应用。Zhou利用序的概括。作物种植模式对于高效、可控农业管理具有NOAA．NDVI时间序列监测作物生长季的开始时问L5J，Per非常重要之意义，其布局的合理性关系能否充分利用季利用NOAA．NDVI时间序列提取了非洲植被的物候关键节、光能和土壤肥力，能否改善和调节作物群体的小气期L6]；范锦龙用法国SPOT-VEGETATION获取的多时相候条件，是提高田块的单产和总产的重要技术环节。卫遥感数据进行了复种指数遥感监测研究r_，闫慧敏等基于星遥感获取信息的综合性和周期性，为掌握大范围作物8km空间分辨率的NOAA，，HRRNDVI数据，采用峰种植

5、模式分布提供了可能，但相关的研究与应用还鲜有值特征点检测法结合积温域值对中国农田熟制和复种指报道。数进行了遥感制图]。这些研究与应用为种植模式低成目前，大多数的研究集中于利用多时相、高空间分辨本、高精度遥感提取提供了新的思路。如，Toshihiro等率的多光谱卫星图像制作种植模式图。如，Panigrahy&利用MODISEVI时间序列分析了越南湄公河三角洲水Sharma利用在一个作物年中获取的4个作物季节共4景稻的物候特征，制作了5种主要水稻种植模式图【9]。多光谱图像，利用每景图像的红光和近红外波段(4景共本文以2003年华北平原23幅l6天合成M0DIsEvI8个波段)，采用最大似然分类法

6、制作了Bardhaman地区图像为数据源，首先分析了利用MODISEVI时间曲线(或轮作图，精度好于90％[2J．Raupens~auchk与Selige则形象地称为时间谱)监测物候变化规律的可靠性，进而首先利用监督分类制作了多个时相的作物分类图，然后基于EVI时间谱确立了冬小麦和夏玉米与各自同期生长通过对这些图进行GIS分析生成了作物轮作图【]；作物问的物候差异性特征，建立了这两种作物的面积提Martinez—Casasnovas和Martin．Montero采用相似的思取模型，最终得到华北平原典型种植模式的分布图。路，沿用FAO关于种植模式的定义，制作了长时间序列(7年：1993~2000

7、)的种植模式图，每年的作物类型图1数据源是基于春季和夏季图像(2景或3景)，采用最大似然分1．1研究区介绍类生成[4]。华北平原(31．o～41。N，11o～120。E)为中国第二以上这些方法采用的数据均是高空间分辨率遥感图大平原，也是其重要粮食基地。主要粮食作物有小麦、像，受时间分辨率限制，难以获得作物生长季里充足的玉米、水稻等。华北平原是冬小麦的集中分布带，也是收稿日期；2006．1O-ol修