[發(fā)明專利]基于遙感數(shù)據(jù)進行季度灌溉面積識別的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910010701.6
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109726698B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 郝震;趙紅莉;蔣云鐘;王浩;張弛;段浩;趙和松;王镕;易珍言;黃艷艷;韓昆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q50/02;G06T3/40;G06T11/20;G06F17/16
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本發(fā)明涉及水資源遙感監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于遙感數(shù)據(jù)進行季度灌溉面積識別的方法，確定分析區(qū)域空間范圍，收集不大于月尺度的植被指數(shù)、降水時間序列的遙感數(shù)據(jù)集；生成植被指數(shù)與降水隨時間變化折線圖，識別植被主要生長期與灌溉期時間范圍，并依據(jù)降水情況并進行季節(jié)劃分；植被指數(shù)與降水數(shù)據(jù)進行月度累加，得到季度值，然后計算累加的降水與植被指數(shù)間的一致性系數(shù)；劃分一致性系數(shù)值域區(qū)間，根據(jù)一致性系數(shù)所在區(qū)間進行灌溉位置及灌溉面積識別；生成完整時間序列的植被主要生長期灌溉區(qū)域的時空分布專題圖成果。本發(fā)明不僅能夠有效的識別灌溉面積，還能夠動態(tài)的對降水與NDVI關(guān)系進行分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水資源遙感監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于遙感數(shù)據(jù)進行季度灌溉面積識別的方法。

背景技術(shù)

灌溉信息的快速準確獲取對水資源管理部門改善灌區(qū)用水監(jiān)測統(tǒng)計有十分重要的指導意義。灌溉區(qū)域的空間分布與面積是灌區(qū)用水管理、水量控制和水資源配置等工作的基礎支撐數(shù)據(jù)。由于缺乏有效的灌溉面積監(jiān)測手段，全國很多地區(qū)的灌溉面積與空間分布信息不能及時準確的掌握。傳統(tǒng)自下而上的統(tǒng)計方法，耗費大量的人力、物力，仍不能保證足夠的準確性和時效性。這不僅長期困擾水資源管理，還制約著水資源的合理科學配置。遙感技術(shù)的發(fā)展，使快速、高效、大范圍識別灌溉面積成為可能。

從80年代開始，我國就有利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對灌溉區(qū)域的研究。90年代，我國水利部遙感技術(shù)應用中心以地形數(shù)據(jù)和Landsat TM影像數(shù)據(jù)為基礎，通過農(nóng)田灌溉實地踏勘、核實驗證等方法初步實現(xiàn)了有效灌溉面積的遙感提取。2006年，世界水資源管理研究所利用時間序列的NOAA/AVHRR影像數(shù)據(jù)完成了世界第一份空間分辨率為10km的全球灌溉面積分布圖，為灌溉面積、水資源利用、糧食生產(chǎn)與經(jīng)濟發(fā)展研究提供了寶貴經(jīng)驗與科學方法。目前，在實際灌溉面積的監(jiān)測研究中，基于干旱指數(shù)結(jié)合土壤含水量變化及植被生長特征的方法被許多研究人員用于實際灌溉面積的遙感監(jiān)測。沈靜、易珍言、王嘯天等人基于垂直干旱指數(shù)、短波紅外垂直失水指數(shù)、修正垂直干旱指數(shù)、垂直干旱指數(shù)對內(nèi)蒙古河套灌區(qū)和寧夏秦漢灌區(qū)的灌溉面積與空間分布進行了提取。雖然基于干旱指數(shù)的灌溉面積識別方法已經(jīng)得到較為廣泛的應用，但是仍有一些問題尚未解決。基于干旱指數(shù)的灌溉面積識別，比較依賴地面實地監(jiān)測的土壤含水量數(shù)據(jù)，我國很多地區(qū)都不具備長期連續(xù)的土壤含水量監(jiān)測數(shù)據(jù)條件，這為灌溉面積識別帶來了困難。此外，由于遙感影像的不連續(xù)性，該方法只能得到兩期影像時間間隔內(nèi)的實際灌溉面積，僅依靠遙感監(jiān)測，很難得到持續(xù)累計的灌溉面積。除基于干旱指數(shù)結(jié)合地面實測土壤含水量的方法外，還有學者基于年平均降雨利用效率(RUE)和線性擬合離散度的方法對干旱區(qū)的人為因素(主要為灌溉與復墾)進行了評估，其中RUE是衡量作物產(chǎn)量與水量關(guān)系的一種指標，近年來也有學者使用NDVI代替作物產(chǎn)量評估植被生長與降雨之間的關(guān)系；線性擬合離散度的方法是通過降雨與植被NDVI線性關(guān)系，偏離擬合線距離較大的點被認為是人為因素影響了植被生長。前者假設存在一段人類活動影響程度相對穩(wěn)定的時期，后者依賴降水與植被指數(shù)穩(wěn)定的相關(guān)關(guān)系，這兩種方法在干旱區(qū)或人類活動對降水與指標關(guān)系擾動明顯的區(qū)域取得了良好的結(jié)果。若一個地區(qū)降水與植被指數(shù)的關(guān)系不穩(wěn)定或人為因素對植被生長影響程度較大，則不能得到滿足精度要求的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于遙感數(shù)據(jù)對季度累計灌溉面積識別方法，能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為了實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

基于遙感數(shù)據(jù)進行季度灌溉面積識別的方法，包括以下步驟：

步驟1、確定分析區(qū)域空間范圍并進行數(shù)據(jù)準備，收集不大于月尺度的植被指數(shù)、降水時間序列的遙感數(shù)據(jù)集，時間上統(tǒng)一處理為月尺度數(shù)據(jù)，經(jīng)過重采樣、加權(quán)平均等方法統(tǒng)一各類數(shù)據(jù)的空間分辨率；

步驟2、生成植被指數(shù)與降水隨時間變化折線圖，識別植被主要生長期與灌溉期時間范圍，并依據(jù)降水情況進行季節(jié)劃分；