[發明專利]一種土地整治后農田作物生長缺陷區遙感快速診斷方法

有效

• 申請號: 201810652786.3
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109063553B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 楊永均;陳浮;李肖肖;張紹良;朱鳳武;許桃元
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃雪蘭

本發明公開了一種土地整治后農田作物生長缺陷區遙感快速診斷方法，其包括：1、獲取土地整治后農作物生長季的高分辨率多光譜影像；2、預處理相應的遙感影像，并結合工程施工圖裁剪得到整治項目區內所有田塊的遙感影像；3、計算各個田塊內每個像元的歸一化植被指數NDVI；4、進行空間聚類分析；5、分離低值聚類、低值異常兩種類型的空間范圍，并將其作為土地整治后農作物生長缺陷區。該方法可以快速便捷地實現地整治后農田作物生長缺陷區的檢測，為完善土地整治的規劃方案和精細后期養護管理提供依據。

技術領域

本發明涉及基于遙感的快速檢測領域，具體為一種土地整治后農田作物生長缺陷區遙感 快速診斷方法。

背景技術

為提高農田生產穩定性和提高糧食生產能力，保障國家糧食安全，我國正在大規模開展 土地整治工程。根據全國土地整治規劃(2016-2020年)，我國將建設4-6億畝高標準農田， 新補充耕地2000萬畝。

土地整治是一項工程密集、對生態環境擾動大的特殊活動。經過土地平整、土壤改良、 灌排溝渠建設后，一些地塊耕地地力得到提升，作物長勢較好，但部分地塊可能因為整治工 程擾動后土體構型破壞、填埋壓不實沉降、肥力短期難恢復、排水條件不良等原因，農作物 長勢較差，呈現為農作物生長的缺陷區。這些缺陷區需要后期追加和補充相應的工程措施， 從而保證土地整治項目區農田產能得到全面提升。因此，識別土地整治后農田作物生長缺陷 區十分必要。

一般而言，土地整治要求監理或驗收單位對土地整治工程質量、耕地地力進行檢測。現 行的檢測方法主要是采用現場查驗的方法，即在土地整治后現場布點采集作物長勢、產量數 據，然后通過比較分析來識別土地整治的有效性和耕地產能。近年也有一些單位嘗試開發流 動性檢測車，例如專利一種適用于土地整治工程的流動檢測車，專利公開號：CN203666474U； 現場調查系統，例如一種土地整治工程實地調查系統，專利公開號：CN104731924A；來實現 土地整治各項工程的檢測。從現有的技術來看，還存在以下缺點：(1)效率低，通過現場查 驗、取樣調查、統計分析需要大量的時間，在技術上很難保障農作物生長缺陷區的及時發現 和再整治；(2)成本高，田間實地查驗時需要耗費大量的人力、財力，為土地整治工程和后 期管護增加了額外的成本；(3)缺乏空間可視化，在土地整治后，需要識別農田作物生長缺 陷區的空間范圍和位置，制備相關圖件，供二次土地整治參考，但傳統方法難以提供有空間 顯示功能的圖件。

發明內容

本發明旨在提供一種基于遙感和空間統計的土地整治后農田作物生長缺陷區遙感快速診 斷方法，提供準確、可靠、可利用性較好的檢測成果。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案是：一種土地整治后農田作物生長缺陷區遙感 快速診斷方法，包括以下步驟：

步驟1)在土地整治后的農作物生長季內，獲取覆蓋土地整治區的基于衛星、航空攝影或 無人機的高分辨率多光譜遙感影像；

步驟2)預處理所述遙感影像，包括對遙感影像進行大氣校正和幾何配準，將土地整治項 目區的工程施工圖與預處理后的遙感影像疊加在一起，然后利用工程施工圖中的所有田塊邊 界對預處理后的遙感影像進行裁剪，得到土地整治項目區內所有田塊的遙感影像；

步驟3)計算所有田塊內每個像元的歸一化植被指數NDVI，NDVI是近紅外與紅色通道反 射比值的一種變化形式，是農作物生長狀況的最佳指示因子，計算公式為：

NDVI＝(NIR-R)/(NIR+R)

式中，NIR代表遙感影像近紅外波段的反射率，R代表紅光波段的反射率，NDVI取值范圍 在-1到1之間，NDVI值越高，表明農作物生長狀況越好；在ENVI即The Environmentfor Visualizing Images軟件中采用band math功能實現對各個田塊每個像元的NDVI值；