[發明專利]一種基于CDL數據的美國農作物面積遙感抽樣估算方法

有效

• 申請號: 201410030989.0
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104281765B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 王飛;申克建;裴志遠;吳全;孫冠楠;張曉倩
• 申請（專利權）人: 農業部規劃設計研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于農業遙感技術領域，提供一種基于CDL數據的美國農作物面積遙感抽樣估算方法，可以得到美國作物面積總量用于相關部門的決策與研究。本發明以冬小麥為例，技術要點包括：第一步，確定抽樣調查的目標為美國冬小麥；第二步，參考上一年CDL中冬小麥的空間分布構建40km×40km抽樣框；第三步，分層隨機抽樣設計(面積規模做分層標志，累計頻數直方圖法分層，奈曼分配法分配樣本)；第四步，編程訂購樣本影像與解譯；第五步，結果估算。

【技術領域】

本發明涉及導航遙感領域，是一種抽樣估算方法，以上一年美國CDL數據建立抽樣框和設計分層抽樣方案實現農作物面積監測。

【背景技術】

在全球一體化進程中，保障國家糧食安全的壓力持續增大，國際農產品貿易形勢復雜而嚴峻，全球農業遙感監測日趨重要，美國和歐盟在全球農業遙感監測中處于領先地位，他們都在自主遙感數據源研究與應用的基礎上，實現了全球農業遙感監測，取得巨大經濟效益。僅美國農業部外國農業局(USDA-FAS)負責的國外農作物遙感面積估算和估產，每年為美國在世界糧食貿易市場中獲益達5億-18億美元。我國由于缺乏基于自主衛星數據源的支撐，尚未建立業務化運行的國外重點地區農業遙感監測技術方法，不能及時監測國外重點地區主要農作物面積種植情況。隨著資源一號02C衛星(簡稱ZY-102C)、資源三號衛星及一系列后續國產衛星的先后發射，國產衛星正逐漸可以保證抽樣要求的遙感數據，完成國外重點地區的農作物面積監測。由于美國冬小麥的在全球糧食貿易中具有重要地位，加上美國CDL等數據(含冬小麥歷年空間分布情況和耕地分布)可以從互聯網下載，因此本專利提出的問題是如何應用自主遙感數據監測美國冬小麥面積，也為其他作物的監測提供參考方法。

美國小麥生產概況：小麥總面積33994萬畝，其中冬小麥25374萬畝，春小麥7284萬畝，杜蘭小麥1335萬畝。冬小麥占全部小麥播種面積的74.64％。(來自美國農業部2012年6月29日發布的報告)。

本項專利技術調查的冬小麥包括：硬紅冬麥(Hard Red Winter)、軟紅冬麥(SoftRed Winter)、硬白麥(White Winter)、黑麥(Rye)、黑小麥(Triticale)。(據2012CDL數據：黑麥和黑小麥占冬小麥的1.7％)

【發明內容】

本發明要解決的技術問題在于，設計一套基于CDL數據的美國農作物面積抽樣調查方案，需要設計的內容有：抽樣總體、樣本量大小、抽樣單元大小、分層標志、抽樣方法、樣本量分配方法。

該方案利用上一年CDL數據中構建抽樣框，利用每一個抽樣單元上的面積規模做分層標志，按最小樣本量計算公式計算樣本量，抽樣單元大小是40km×40km，分層標志是每個抽樣單元上的作物面積規模，采用分層隨機抽樣方法，樣本量分配按奈曼分配法。

【附圖說明】

圖1美國冬小麥面積遙感抽樣調查技術路線圖

圖2美國抽樣框和抽選樣本示意圖

圖3美國冬小麥抽樣監測示意圖

【具體實施方式】

下面結合附圖說明具體實施方式，圖1為本專利的技術路線圖，按實施流程是確定抽樣調查目標、構建基于CDL的抽樣框，設計分層抽樣方法，獲取樣本與解譯，結果估算與驗證。

1.確定遙感抽樣調查目標

抽樣調查的目標是美國本土境內的冬小麥面積。

2.基于CDL的抽樣框建設

圖2為美國抽樣框和抽選樣本示意圖，抽樣單元總數N=4104，大小40km×40km。