[發明專利]一種基于物候分析的棉花遙感監測方法

有效

• 申請號: 201711500930.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108363949B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 文強;何建軍;周會珍;李龍龍;關峰;任白楊;俞葒
• 申請（專利權）人: 二十一世紀空間技術應用股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/62
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王曉娜

本發明屬于農業遙感領域，具體涉及一種基于物候分析的棉花遙感監測方法，包括：結合區域棉花光譜特征分析和干擾農作物物候分析，明確棉花識別關鍵時相；獲取關鍵物候期遙感影像，并進行預處理；對多時相影像進行多尺度分割，分層構建分類器，初步提取棉花信息；對棉花信息初步結果及可能混分的對象進行二次分割，結合棉花光譜特征、紋理特征構建分類器，去除混分，增補漏提的棉花信息；對提取的棉花信息子類進行歸并和輸出制圖。本發明通過棉花與干擾農作物的物候期分析結合基于遙感影像的分層分類方法實現了棉花種植信息的自動提取，充分考慮棉花與其他干擾農物的光譜差異和紋理特征，使棉花種植信息提取結果更準確快速，易于推廣應用。

技術領域

本發明屬于遙感應用技術領域，具體涉及一種基于物候分析的棉花遙感監測方法。

背景技術

我國是世界上最大的產棉國，棉花是我國制作衣被的主要原料。棉花種植信息快速、準確提取對于掌握國家棉花種植規模、預測棉花產量乃至紡織工業經濟發展等具有重要意義。

目前，在農作物遙感監測方面，針對棉花作物種植面積的遙感監測研究較少，且方法精度以及可推廣性還存在很大的挑戰，特別是我國北方地區，農業種植結構復雜，地塊較小，對于棉花種植信息的準確獲取具有較大的挑戰。隨著遙感技術發展，新型衛星傳感器不斷涌現，在同一地區形成了多時相、多分辨率的遙感影像數據序列，使得多時相遙感影像的應用更加普遍。因此，基于多時相遙感數據序列，結合棉花的生長期特性，開展棉花種植信息的自動化準確提取成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的所要解決的技術問題是提供一種自動化準確提取棉花種植信息的基于物候分析的棉花遙感監測方法。

為實現上述目的，本發明提出基于物候分析的棉花遙感監測方法包括以下步驟：

一種基于物候分析的棉花遙感監測方法，包括如下步驟：

步驟一、結合區域主要作物物候分析和棉花光譜特征分析，明確棉花遙感監測的關鍵時相；

1.1、確定棉花種植期主要的干擾農作物類型及其物候，制作物候表，所述的主要干擾農作物包括冬小麥、玉米、花生、大豆；

1.2、繪制棉花光譜特征曲線；

1.3、結合不同生長階段的棉花光譜特征曲線分析，并基于遙感影像目視解譯，建立棉花生長階段的遙感影像解譯標志；

具體過程如下：

棉花處于播種期和出苗期，遙感影像均呈現裸地信息；棉花處于蕾期，遙感影像呈粉紅色，呈現棉花植被初期的地面特征；棉花處于花鈴期和吐絮期，遙感影像呈玫紅色，呈現棉花茂盛的植被地面特征；棉花處于收獲期，遙感影像呈淺紅色，呈現棉花枯萎的植被地面特征；

1.4、梯度劃分；

將棉花識別關鍵期分為四個梯度，第一梯度為未播種、播種期和苗期，地表特征為裸地特征；第二梯度為蕾期、花鈴期、吐絮期，地表特征為植被特征；第三梯度為成熟收獲期，地表特征為植被特征；第四梯度為成熟收獲期之后，地表特征為裸地特征；

1.5、在每一梯度范圍內采用移動窗口法選取該梯度內棉花識別關鍵時相；

具體過程如下：

在每一梯度內，以旬為步長在物候表中移動窗口，與棉花地表特征相反的干擾農作物種類個數最大時的時相確定為該梯度內棉花識別關鍵時相；

1.6、結合遙感數據的可用性，在每個梯度內棉花識別關鍵時相中確定棉花遙感監測關鍵時相。

步驟二、在棉花所處的花鈴期和吐絮期的時相之間選取一期植被生長旺盛時期的遙感影像；

步驟三、獲取關鍵時相遙感影像，進行預處理；