[發(fā)明專利]一種基于遙感時序分析的拋荒地信息提取方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011180473.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112164062A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳太夏;楊瑩瑩;趙玉婷;曾宇輝
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T5/00;G06K9/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種基于遙感時序分析的拋荒地信息提取方法，包括以下步驟：獲取遙感影像信息；根據(jù)獲取的遙感影像信息，構(gòu)建NDVI時間序列數(shù)據(jù)集，并構(gòu)建耕地范圍內(nèi)植被的NDVI連續(xù)時序生長變化曲線；根據(jù)耕地范圍內(nèi)植被的NDVI連續(xù)時序生長變化曲線，提取NDVI的年內(nèi)變化曲線波動性強度的參數(shù)CV；根據(jù)CV的值從耕地范圍內(nèi)提取拋荒地的空間分布信息。本發(fā)明能夠利用遙感年內(nèi)和年際連續(xù)時間序列影像進行拋荒地與耕地物候特征差異性分析，通過歸一化差值植被指數(shù)NDVI的年內(nèi)變化曲線波動性強度的CV表征拋荒地生長特征，獲取年內(nèi)拋荒地分布信息，聚合多年影像時間序列集提取多年拋荒地空間分布信息，進而獲得拋荒地多年演變信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及拋荒地檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于遙感時序分析的拋荒地信息提取方法及裝置。

背景技術(shù)

在一定時期內(nèi)處于閑置或未充分利用狀態(tài)的耕地被稱為拋荒地或拋荒地，包括休耕、多季種植改為單季等。在中國的一些地區(qū)耕地棄耕已經(jīng)成為一種普遍現(xiàn)象，耕地的季節(jié)性棄耕也逐漸向常年性棄耕演變，嚴重威脅到我國的糧食安全。土地拋荒也是一個愈發(fā)嚴重的全球性問題，具有較強的生態(tài)和社會經(jīng)濟效應(yīng)。然而，拋荒地的空間位置和發(fā)生時間的監(jiān)測仍然是一個難點。在全球農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增長的背景下，準確監(jiān)測拋荒地的空間時間分布與演變特征對于拋荒地的復(fù)耕、緩解日益增長的糧食壓力意義重大。

傳統(tǒng)的拋荒地監(jiān)測往往采取土地調(diào)查的方式，拋荒地信息時效性差，耗時耗力成本高昂。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，監(jiān)測面積廣、實時性強、信息可追溯等技術(shù)優(yōu)勢促進了遙感在拋荒地監(jiān)測研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。相比較于其他土地類型如農(nóng)田或草地，拋荒地有其獨特的空間分布特征與生長物候特征。與耕地相比，拋荒地的主要植被類型是雜草或灌木，在生長變化特征上更接近于草地或灌木林；而區(qū)別于草地或灌木的特征在于拋荒地的空間分布往往集中分布或零星分散于耕地范圍內(nèi)?？紤]拋荒地的生長物候與空間分布差異性，目前的遙感方法主要基于拋荒地的影像光譜特征或時間序列的物候特征提取拋荒地信息。Remote Sensing of Environment 2018年210期12-24頁中提出了一種基于隨機森林(Random Forest)和LandTrendr(Landsat-based detection of Trends in Disturbanceand Recovery)方法的休耕地提取方法。該方法首先根據(jù)耕地的影像光譜差異利用隨機森林方法獲得多年時序耕地的概率圖，然后基于LandTrendr方法獲取對多年的時序耕地的變化曲線進行分段擬合，通過設(shè)置合理的閾值獲得模型斷點，該斷點即為耕地休耕的節(jié)點。

Remote Sensing of Environment 2018年210期12-24頁中的方法用到的是Landsat 16天重訪周期的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)易受云影響，連續(xù)的年內(nèi)時間序列數(shù)據(jù)獲取困難，且LandTrendr方法檢測到的斷點為多年時間序列曲線中的的變化節(jié)點，只能獲取到常年處于休耕或拋荒狀態(tài)下的耕地，對于一年內(nèi)的休耕情況沒有辦法檢測出來。其他的變化檢測方法同樣類似，難以抓取到拋荒地在生長物候周期中的全部變化節(jié)點，增加誤分類的可能性。現(xiàn)有的拋荒地提取方法中存在的影像時間序列不連續(xù)，拋荒地物候特征無法完全獲取，無法獲取年內(nèi)拋荒分布信息以及對遙感影像光譜分辨率要求較高，因此，用上述傳統(tǒng)方法精確提取拋荒地存在諸多困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種既能在較大的空間尺度上應(yīng)用同時又滿足拋荒地提取精度的遙感時間序列拋荒地提取方法，解決針對現(xiàn)有的拋荒地提取方法中存在的影像時間序列不連續(xù)，無法獲取年內(nèi)拋荒分布信息的技術(shù)問題。

為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：