利用高空间分辨率遥感数据的农作物种植结构提取-论文.pdf

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1、第35卷，第1期中国农业资源与区划Vo1．35，No．1，pp21．262014年2月ChineseJournalofAgriculturalResourcesandRegionalPlanningFebruary，2014doi：10．7621／cjarrp．1005-9121．20140104·农业遥感专栏·利用高空间分辨率遥感数据的农作物种植结构提取水刘克宝，刘述彬，陆忠军，宋茜，刘艳霞，张冬梅，吴文斌(1黑龙江省农业科学院遥感技术中心，哈尔滨150086；2．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081)摘要农作物种植结构是掌握粮食种植

2、面积和产量的重要前提，也是进行作物结构调整与优化的依据。该研究以黑龙江肇东市为研究区域，以高空间分辨率RapidEye影像为遥感数据，基于最大似然监督分类方法提取了肇东市2011年农作物种植结构空间分布，利用地面样方调查数据进行了线状及细小地物扣除系数计算，实现遥感提取的农作物种植面积的精细提取，然后从面积数量和空间位置两个方面对遥感提取的农作物种植结构进行了精度评价。研究结果表明，利用RapidEye数据提取的农作物种植面积数据总体精度为97．00％，位置精度为96．15％，高空间分辨率数据在农作物种植结构遥感提取中具有重要潜力，线状及细小地物扣除系数可

3、以有效减小线状及细小地物对高分提取的农作物种植结构的精度。关键词高空间分辨率农作物种植结构扣除系数精度农作物种植结构反映了人类农业生产在空间范围内利用农业生产资源的状况，是弄清农作物种类、数量结构和空间分布特征的重要信息，也是进行农作物结构调整与优化的依据⋯。农作物种植结构信息获取较常用的方法是统计汇总，即通过获取某一较小行政单元的农作物种植结构信息，然后逐层汇总统计得到区域层次的农作物种植结构。该方法的优势是可以获取农作物种植结构及其变化的详细信息，但该方法用于大范围农作物种植结构信息获取时耗费人力、物力和财力，同时由于对统计汇总的过度依赖，表现为时间上

4、的滞后。随着遥感技术的快速发展，因其高时效、宽范围和低成本的优点，遥感为大区域快速获取农作物种植结构及其变化信息提供了新的技术手段。遥感已经在不同时空尺度下的农作物种植结构提取中发挥了重要作用，无论在理论和方法方面，还是在实践方面都取得了长足的进展J。然而，从国内外已有的研究进展看，目前农作物空间分布和种植结构遥感提取多利用TM、SPOT等中分辨率数据或NOAA、MODIS等低空间分辨率的遥感数据4-9J。中低分辨率的遥感数据混合像元现象严重，光谱识别度有限，影响了农作物种植结构提取精度。随着新型卫星传感器的不断出现，越来越多的米级高分辨率遥感数据成为可能

5、，如QuickBird、IKONOS、RapidEye等。高空间分辨率数据能够提供不同地物丰富的纹理、色调、形状和几何结构等特征信息，地物内部细节信息明显，边缘突出，具有较高的分辨精度与目标识别可靠性，为农作物种植结构高精度提取提供了新的发展空间-1。。。虽然很多高空间分辨率数据已经广泛用于作物信息提取中l卜MJ，但多数仅针对单一作物开展制图，利用高空间分辨率遥感数据提取农作物种植结构的研究并不多见。基于此，该文以5m分辨率的RapidEye为遥感影像，探索基于高空间分辨率遥感数据提取农作物种植结构。1研究区域和数据1．1研究区域该研究选择黑龙江省的肇东市

6、为研究区域。肇东市是我国的重要粮食基地，地处黑龙江省西南部，松收稿日期：2013-11-08刘克宝为助理研究员刘述彬为研究员、通讯作者陆忠军为副研究员宋茜为博士生刘艳霞为助理研究员张冬梅为助理研究员吴文斌为副研究员基金项目：国家自然科学基金项目(40930101，41271112和41171328)22中国农业资源与区划2014焦花江北岸，属松嫩平原，市境略呈长方形，南北纵长103km，东西横宽76km，土地总面积为4338km。地理坐标为东经125。22一126。22，北纬45。l0～46。2O。海拔高度为120～230m，自西北向东南逐步倾斜，坡降大约

7、在1／1000～2／1000。研究区属寒温带大陆性季风气候，年平均气温为4．8~C左右，平均积温2774~C。农作物以玉米、大豆、水稻为主，瓜菜、无公害马铃薯、葵花和烤烟等作物为辅。肇东市农作物种植结构特点是东部以玉米为主，部分玉米与烤烟混种；县城以西，沿G301方向到昌五镇，种植结构复杂，呈玉米、香瓜、蔬菜以及经济作物混种的种植结构特点；沿松花江南部以玉米为主，水稻为辅；在安民乡附近，主要种植玉米和豆类；北部四方山农场，种植结构相对单一，呈现以种植玉米为主的种植结构特点。1．2数据来源该研究以2011年9月上旬3景无云RapidEye卫星影像为遥感数据。

8、RapidEye数据空间分辨率为5m，幅宽为77kin，包括蓝、绿