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基于GF-1/WFV EVI时间序列数据的水稻种植面积提取

孙姝娟 李民录 王萍 张艳梅 张荞

孙姝娟, 李民录, 王萍, 张艳梅, 张荞. 基于GF-1/WFV EVI时间序列数据的水稻种植面积提取[J]. 福建农业学报, 2018, 33(6): 575-580. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.06.006
引用本文: 孙姝娟, 李民录, 王萍, 张艳梅, 张荞. 基于GF-1/WFV EVI时间序列数据的水稻种植面积提取[J]. 福建农业学报, 2018, 33(6): 575-580. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.06.006
SUN Shu-juan, LI Min-lu, WANG Ping, ZHANG Yan-mei, ZHANG Qiao. Information Gathering on Rice Planting Area Using GF-1/WFV EVI Time Series Technology[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2018, 33(6): 575-580. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.06.006
Citation: SUN Shu-juan, LI Min-lu, WANG Ping, ZHANG Yan-mei, ZHANG Qiao. Information Gathering on Rice Planting Area Using GF-1/WFV EVI Time Series Technology[J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2018, 33(6): 575-580. doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.06.006

基于GF-1/WFV EVI时间序列数据的水稻种植面积提取

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2018.06.006
基金项目: 

四川省科技计划项目 2017SZ0027

四川省科技计划项目 2017SZ0081

成都市科技项目 2015-CX00-00011-ZF

详细信息
    作者简介:

    孙姝娟(1989-), 女, 博士, 主要从事遥感应用研究(E-mail:dajuan1989@163.com)

  • 中图分类号: S127

Information Gathering on Rice Planting Area Using GF-1/WFV EVI Time Series Technology

  • 摘要: 随着国产高分系列卫星的发射,国产高分辨率遥感影像在作物种植面积提取方面逐渐得到了应用,但目前仅有少量基于高分一号(GF-1)卫星影像归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)进行作物分类或遥感估产的研究。本文针对NDVI指数在南方多植被覆盖区域易饱和及不敏感的缺陷,利用在NDVI基础上改进的增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI),首次提出基于GF-1卫星16 m宽覆盖影像(Wide Field of View,WFV)EVI时间序列的水稻种植面积提取方法。选取四川省乐至县为研究区域,获取覆盖整个水稻生长周期的GF-1/WFV影像数据,构建EVI时间序列,并分析水稻不同生长期的EVI曲线特征。利用时间序列谐波分析法(Harmonic Analysis of Time Series,HANTS)对EVI时间序列进行平滑处理,尽可能减少噪声影响,使EVI时间序列能够更好地反应水稻及其他植被或非植被随时间的变化规律;根据水稻和其他植被及非植被的EVI曲线特征差异构建水稻种植面积提取决策树模型,对水稻种植面积进行准确提取。通过与同期地理国情监测成果的对比,本研究方法提取的水稻种植面积和精度都较高,表明该方法对于提取水稻种植面积效果良好。研究表明,相对于以往用中低分辨率卫星影像进行作物种植结构提取,GF1/WFV影像在南方较破碎的水稻种植面积提取方面应用效果良好,GF-1卫星影像在农业遥感领域具备很大的应用潜力。
  • 图  1  五类主要地物的EVI曲线

    Figure  1.  EVI time series curves on 5 major target objects

    图  2  平滑后的EVI时间序列

    Figure  2.  Smoothed EVI time series curves

    图  3  水稻种植面积提取决策树模型

    Figure  3.  Decision tree model for information extraction on rice planting area

    图  4  乐至县坡度

    Figure  4.  Map showingslopes in Lezhi county

    图  5  乐至县水稻种植空间分布

    Figure  5.  Spatial distribution of rice planting areas in Lezhi county

    图  6  乐至县水田分布

    注:据2016年地理国情监测。

    Figure  6.  Spatial distribution of rice planting areas in Lezhi county

    表  1  GF-1/WFV影像信息

    Table  1.   Information of GF-1/WFV images

    序号 传感器类型 中心经、纬度 获取时间/(年-月-日)
    1 WFV4 104.3°E, 30.1°N 2016-03-18
    2 WFV1 104.9°E, 29.6°N 2016-05-09
    3 WFV4 104.1°E, 30.2°N 2016-06-16
    4 WFV2 105.7°E, 31.0°N 2016-08-24
    5 WFV2 105.3°E, 29.3°N 2016-08-24
    6 WFV4 105.1°E, 30.2°N 2016-09-10
    7 WFV1 105.4°E, 29.6°N 2016-11-26
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    表  2  水稻提取精度评价

    Table  2.   Precision of information extraction on rice planting area

    类别 水稻/% 非水稻/% 总体精度/% Kappa系数
    水稻 96.73 3.77 96.52 0.93
    非水稻 3.27 96.23
    制图精度 96.73 96.23
    用户精度 97.28 95.48
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-03
  • 修回日期:  2018-05-24
  • 刊出日期:  2018-06-01

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