基于MODIS-NDVI時間序列小麥面積提取方法研究——以海河流域為例.pdf

1、小麥是中國北方主要糧食作物之一，作為糧食資源不僅關系到國計民生而且關系到國家戰(zhàn)略的重要資源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有種植范圍面積廣、季節(jié)性變化強、區(qū)域差異性大、單位面積經(jīng)濟效益低的特點。傳統(tǒng)的人工實地統(tǒng)計調(diào)查方法獲得作物空間分部信息，不論從技術手段的效率方面，還是從社會經(jīng)濟效益方面來看都是非常困難的事情。如何準確迅速獲取我國北方地區(qū)小麥空間分布信息對指導小麥生產(chǎn)以及保證國家糧食安全具有重要的意義。隨著遙感技術的迅速發(fā)展和應用，遙感在植被空間動態(tài)監(jiān)測

2、和預報方面具有得天獨厚優(yōu)勢。其特點耗時少、效率高、范圍廣且時間連續(xù)重復性高，這是以往傳統(tǒng)作物監(jiān)測方法無法比擬的。因而利用遙感技術可以解決這個問題。
　　作物種植面積提取是作物動態(tài)監(jiān)測關鍵問題。由于我國作物種植結(jié)構和耕種方式的影響，如作物種類的復雜性，地域間的差異性造成的“同物異譜”和“異物同譜”現(xiàn)象的存在，僅從單幅影像的光譜信息特性難以區(qū)分作物的空間分布。因此根據(jù)我國主要糧食作物的種植結(jié)構和作物的物候期，利用遙感數(shù)據(jù)時間序列的光譜

3、信息，能夠很好把農(nóng)作物的生物生長機理季節(jié)性變化與植被本身的光譜特性季節(jié)變化結(jié)合起來，最終通過一定方法進行作物識別及面積提取。
　　本研究使用MODIS陸地植被數(shù)據(jù)產(chǎn)品MOD13Q1，獲取2010年23個時相植被指數(shù)歸一化（NDVI），以遙感技術提取海河流域小麥種植面積為研究內(nèi)容。圍繞著提高遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量和遙感技術提取小麥種植面積精度為重點。主要做了以下幾個方面的工作：
　?。?）對海河流域地區(qū) MODIS-NDVI質(zhì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)品

4、解碼。MODIS-NDVI遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低影響著提取小麥種植面積結(jié)果，本文從定量角度考慮遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。依照MODIS-NDVI有關數(shù)據(jù)質(zhì)量文件QA數(shù)據(jù)集，運用相關方法對其MODIS-NDVI數(shù)據(jù)質(zhì)量進行了評價。
　　（2） MODIS-NDVI時間序列重構。主要運用不同的時間序列濾波方法對MODIS-NDVI進行重構比較，根據(jù)海河流域農(nóng)作物的特點，經(jīng)對比分析最終應用加權 S-G濾波方法對海河流域MODIS-NDVI進行重構。

5、并對MODIS-NDVI時間序列遙感數(shù)據(jù)進行重構后精度評定。
　　（3）建立基于遙感數(shù)據(jù)的海河流域小麥種植面積提取模型。由于研究區(qū)南北水熱條件差異顯著，對作物生長影響較大，造成同一種作物生長物候期發(fā)生錯位，利用MODIS-NDVI時間序列遙感數(shù)據(jù)設定單一閾值提取海河流域的小麥種植面積是不可行的。根據(jù)氣象生物學理論得知，溫度是影響作物生長的關鍵因素之一。本研究選擇溫度因素進行小麥種植面積分區(qū)依據(jù)，保證小麥種植面積提取的精度。