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易刚油菜监测,高科不负春光

点击次数: │ 发表时间:2020/6/13 17:56:03 


易刚高科


油菜监测




2020/05/12

Rape

Monitoring...




油菜·监测背景

油菜是世界三大主要油料作物中产油效率最高的油料作物之一,是植物油脂和植物蛋白的重要来源,是重要的食用油源和蛋白质饲料,也是重要的工业原料,油料作物的生产在国民经济和社会发展中占有重要地位,其种植面积占全国油料作物总面积的40%以上,产量占全国油料总产量的30%以上。

油菜菜籽油是中国传统的食用油,年均产量450万吨左右,是国产食用植物油的第一大来源,在我国食用油市场中具有举足轻重的地位。及时、准确地获取油菜种植面积及长势信息,是全面掌握油菜种植状况、加强生产管理、优化作物种植空间格局的重要依据,也是准确估计和预测油菜产量的基本前提,对于用于指导农田精准管理,最终实现变量投入,达到优化生产、提高生产率、减少污染,确保国家粮食安全具有重要意义。

原理·NDVI识别

由主要作物生长季节NDVI变化得知,林地、水田、油菜和冬小麦在NDVI上有明显的差异,可以根据NDVI进行识别,另外不同的作物的光谱特征图也显示了油菜的近红外波段明显高于其他植物。

遥感·数据源及预处理

遥感影像数据:经过与多个卫星系统查询对比,发现本项目可采用的卫星数据有国产的高分一号PMS数据,PMS数据融合后可达到2米地面分辨率,最小栅格单元为4平方米,永新县最小耕地面积约为100平方米,符合识别面积小于1亩要求。高分一号(GF-1)卫星搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机,四台16m分辨率多光谱相机。卫星工程突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术,多载荷图像拼接融合技术,高精度高稳定度姿态控制技术,5年至8年寿命高可靠卫星技术,高分辨率数据处理与应用等关键技术,对于推动我国卫星工程水平的提升,提高我国高分辨率数据自给率,具有重大战略意义。目前图像清晰且无云的有3月15日,符合油菜观测要求。

物候数据:不同农作物的物候有利于农作物的遥感识别与提取,经过查询得到永新县油菜物候时间,约在3月上旬始花、中旬开花并持续到4月上旬。但2020年由于冬季温度较高,花期提前,2月上旬至三月下旬为油菜开花期。

矢量数据:由农业农村局提供耕地数据,粮食生产功能区和重要农产品保护区划定数据库和基本农田数据库,数据坐标系统采用国家大地2000坐标系统(CGCS2000)。

监测·分析数据

根据监测地主要作物物候时期表的物候历可分析,当地油菜的花期为次年3月中下旬至4月中旬,期间油菜花色鲜艳,花朵基本覆盖冠层,遥感影像上与周边其他农作物差异明显。因此遥感提取油菜种植面积的最佳时相为次年3月中下旬至4月中旬。在ENVI5.3遥感专业处理软件中,经过查询相关研究得知,油菜在以近红外、绿和蓝光进行RGB波段组合的伪彩色影像上与其他地类的差异最显著。目视判读选取油菜、其他耕地、林地、水体、居民地、其他用地等6类地类的训练样本。其中,油菜与其他地类的可分离性参数大于1.9,说明油菜与其他地物的分离效果均较好。以所选训练样本采用最大似然进行监督分类,对分类图像再进行分类后处理,得到监测地油菜的种植区域,其主要技术路线如下图。在ArcMap10.2统计出提取的油菜的种植面积,并绘制其分布图。

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