[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法

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• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113009485A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張超;陳暢;薛琳;呂小艷;余洋;黃健熙
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽皖南煙葉有限責(zé)任公司;中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/86;G01N21/35;G01N21/31;G06K9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

本發(fā)明提供一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法，包括：獲取監(jiān)測區(qū)的煙草整個生育期多時相的合成孔徑微波雷達(dá)遙感影像和可見光近紅外多光譜遙感影像；獲取監(jiān)測區(qū)作物在煙草各生育時期遙感影像的光譜反射和后向散射數(shù)據(jù)，分析煙草與監(jiān)測區(qū)其他作物的光譜反射和后向散射差異，構(gòu)建特征植被指數(shù)SPVI，生成指數(shù)時序曲線；確定識別特征閾值，根據(jù)煙草生長特性和監(jiān)測區(qū)土地利用數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)，提取煙草適宜種植區(qū)域；在煙草適宜種植區(qū)域，以地類間的光譜反射和后向散射差異，根據(jù)樣本的特征植被指數(shù)SPVI時序曲線，建立分類特征集，識別監(jiān)測區(qū)的煙田。本發(fā)明解決了多云多雨地區(qū)煙田遙感識別問題，煙田識別更精確便捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法。

背景技術(shù)

快速、準(zhǔn)確的獲取煙草種植面積信息有助于煙草長勢監(jiān)測、產(chǎn)量估算、病蟲害監(jiān)測和預(yù)警等。當(dāng)前調(diào)查統(tǒng)計手段為人工調(diào)查與逐級上報，數(shù)據(jù)客觀性難以保證，同時存在效率低、時效性差等問題，常規(guī)手段難以及時監(jiān)控。利用遙感技術(shù)監(jiān)測煙草種植面積，具有客觀、快速等優(yōu)點。

近年來，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于煙草種植區(qū)信息提取。吳孟泉等在山區(qū)使用SPOT和Landsat TM遙感影像，采用去除非耕地干擾進(jìn)行監(jiān)督分類，提取煙草種植地塊。胡九超基于不同時相和極化方式的Terra SAR-X數(shù)據(jù)，使用最大似然分類對高原山區(qū)的煙草識別精度對比分析；陳金等研究無人機(jī)遙感在煙草種植區(qū)域面積監(jiān)測，長勢監(jiān)測，病蟲害管理及產(chǎn)量估算中的可行性。劉明芹等針對臨沂沂水縣實行套種模式進(jìn)行煙草種植的山區(qū)，采用資源三號衛(wèi)星對遙感影像進(jìn)行面向?qū)ο蟮姆诸悾崛煵莸姆N植面積。張陽等利用Sentinel-2A可見光近紅外光譜數(shù)據(jù)，以湖南省茶陵縣為研究區(qū)，開展了縣域烤煙種植面積提取分析。目前，對煙田遙感識別的研究主要使用光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，對于江南地區(qū)煙草關(guān)鍵生育期多云多雨研究區(qū)，光學(xué)遙感數(shù)據(jù)難以獲取，多云多雨地區(qū)煙田識別是目前業(yè)界亟待解決的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法，以解決多云多雨地區(qū)煙田遙感識別問題，煙田識別更為精確便捷。

本發(fā)明實施例提供一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法，包括：

1)獲取監(jiān)測區(qū)的煙草整個生育期多時相的合成孔徑微波雷達(dá)遙感影像和可見光近紅外多光譜遙感影像；

2)獲取監(jiān)測區(qū)作物在煙草各生育時期遙感影像的光譜反射和后向散射數(shù)據(jù)，分析煙草與監(jiān)測區(qū)其他作物的光譜反射和后向散射差異，構(gòu)建特征植被指數(shù)SPVI，生成指數(shù)時序曲線；

3)確定識別特征閾值，根據(jù)煙草生長特性和監(jiān)測區(qū)土地利用數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)，提取煙草適宜種植區(qū)域；

4)在所述煙草適宜種植區(qū)域，以地類間的光譜反射和后向散射差異，根據(jù)樣本的特征植被指數(shù)SPVI時序曲線，建立分類特征集，識別監(jiān)測區(qū)的煙田。

本發(fā)明中，采用具有穿透云霧的合成孔徑雷達(dá)遙感技術(shù)為遙感識別提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，結(jié)合合成孔徑微波雷達(dá)數(shù)據(jù)和可見光近紅外多光譜遙感數(shù)據(jù)等多源遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行煙田識別有很大潛力。根據(jù)不同作物類別的物候差異，以關(guān)鍵生育期序列上的多時相遙感數(shù)據(jù)光譜信息結(jié)合SAR的后向散射信息，能更為有效的識別出煙草等不同作物。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法，步驟1)中，所述合成孔徑微波雷達(dá)遙感影像經(jīng)過噪聲去除，輻射定標(biāo)和幾何校正；和/或所述可見光近紅外多光譜遙感影像經(jīng)過輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、影像配準(zhǔn)和影像裁剪。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于改進(jìn)植被指數(shù)的遙感煙田識別方法，步驟1)中，所述煙草整個生育期包括：煙草的移栽、團(tuán)棵、旺長、現(xiàn)蕾、成熟和收獲期。