[發明專利]農田種植狀態的遙感監測方法和系統

在審

• 申請號: 201710010876.8
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106845806A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張淼;吳炳方;曾紅偉;張鑫;李名勇;鄭陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司11449
• 代理人: 蔡純,張靖琳

技術領域

本發明涉及遙感技術領域，具體地說，涉及一種農田種植狀態的遙感監測方法和系統。

背景技術

在農作物生長季內，掌握農田種植狀態的動態變化信息意義重大。首先，農田種植狀態的動態變化信息能夠反映出不同作物的輪作模式以及不同時期農田得到有效利用的比例與強度等信息。連續多年的高強度耕作會導致農田土壤養分、土壤有機質等的含量逐漸下降。另外，在作物收獲之后秸稈還田量較少的情況下，農田土壤肥力和產出也會不斷下降。因而不同作物的輪流種植，甚至于適時適度的休耕對保持土壤肥力，提高作物單產十分必要。及時、客觀、準確的農田種植狀態信息，可以科學地指導農業生產。

其次，作物種植面積是農業生產中一項必要的管理信息，對作物種植面積估算的準確性對農業生產有著重要意義。目前，通常依賴農作物精細分類的方法來估算作物種植面積。但是，這種方法不足以解決作物種植面積中存在的問題，且眾多農作物精細分類方法往往僅適用于對小范圍或者農田田塊較大的區域作物分類，尤其是在當前生長季尚未結束時，由于缺少全生長季的數據，從而使得作物類型的精細識別是一個短期內無法解決的難題。

再有，除了作物種植面積的估算，作物單產預測以及作物長勢監測也是農業生產管理中必須要收集的信息。而及時、客觀、準確的農田種植狀態信息，能夠在一定程度上改善相應的估算、預測與監測精度。

美國國家宇航局(NASA)于1991年發起了一個稱為地球科學事業(ESE)的綜合性項目，在該項目中的地球觀測衛星系列(EOS)部分，有兩顆重要的衛星：Terra衛星和Aqua衛星。其中，Terra衛星每天上午從北向南通過赤道，因此又被稱為地球觀測第一顆上午星(EOS-AM1)。Aqua衛星每天下午從南向北通過赤道，因此被稱為地球觀測第一顆下午星(EOS-PM1)，兩顆星均為太陽同步極軌衛星，在數據采集時間上相互配合。

中分辨率成像光譜儀(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer，簡稱MODIS)是Terra衛星和Aqua衛星上搭載的主要傳感器之一，兩顆星相互配合，每天可重復觀測整個地球表面，得到36個波段的觀測數據。MODIS自2000年4月開始正式發布數據，MODIS傳感器獲取的遙感數據因其在時空監測尺度上的優越性，被廣泛地用于植被、土地利用狀況的監測。

通常，高分辨率的遙感數據能夠較中低分辨率遙感數據獲取更高精度的農田種植狀態識別及監測結果，但是也帶來了高成本的問題，無法有效開展大范圍的農田種植狀態的識別和監測。中低分辨率遙感數據為實現大范圍農田種植狀態的識別和監測提供了可能性，降低了監測成本，但監測精度也較高分辨率數據有所降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中采用高分辨率遙感數據監測作物時的成本高、而采用中低分辨率遙感數據時又達不到足夠監測精度的問題，提供了一種農田種植狀態的遙感監測方法和系統，利用中低分辨率遙感數據有效識別和監測作物生長季內的農田種植狀態的動態變化，提高識別精度。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了一種農田種植狀態的遙感監測方法，其中，包括：

獲取遙感數據，經過預處理后得到像元的植被指數曲線數據，所述植被指數曲線數據包括由多個特定時期順序組成的時間序列和與所述特定時期對應的植被指數值；

提取像元植被指數曲線的極值點，所述極值點至少包括極大值點；

逐像元、逐時期比較植被指數值與預設的植被指數閾值，根據所述時期的植被指數值與植被指數閾值的比較結果確定所述像元、所述時期的農田種植狀態。

優選地，所述植被指數閾值包括休耕農田閾值和種植作物農田閾值，在所述時期的植被指數值大于或等于種植作物農田閾值時，確定所述時期的農田種植狀態為有作物種植；

在所述時期的植被指數值小于所述休耕農田閾值時，確定所述時期的農田種植狀態為休耕；

在所述時期的植被指數值小于種植作物農田閾值、且大于或等于休耕農田閾值時，根據所述時期的植被指數數據的變化趨勢，參考所述植被指數極大值與種植作物農田閾值的比較結果，確定所述時期的農田種植狀態。

優選地，參考所述植被指數極大值與種植作物農田閾值的比較結果，確定所述時期的農田種植狀態具體包括：

判斷所述時期的植被指數數據的變化趨勢，如果所述時期的植被指數數據變化趨勢為增大，獲取所述時期之后最鄰近的極大值；比較所述像元植被指數極大值與所述種植作物農田閾值的大?。?/p>