基于遙感影像矢量提取圖的變化監(jiān)測技術(shù)探討

王玉琴

摘? 要：本文在農(nóng)業(yè)一張圖的概念基礎(chǔ)上，深入探討了農(nóng)作物遙感監(jiān)測的技術(shù)流程，基于天地圖調(diào)用高分辨率的影像地圖服務(wù)，采用農(nóng)業(yè)一張圖系統(tǒng)，輔助農(nóng)業(yè)資源信息的采集、加工、分析、統(tǒng)計、監(jiān)測、研究、決策，為農(nóng)作物監(jiān)測提供技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)一張圖? 天地圖? 遙感監(jiān)測? 信息共享

某市農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展緩慢，農(nóng)作物監(jiān)測具有信息化程度較低、監(jiān)測手段單一、成果數(shù)據(jù)不規(guī)范、成果信息數(shù)據(jù)共享性差等問題。為迫切解決上述問題，把握區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)賴以持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)資源數(shù)量和質(zhì)量，科學(xué)制定發(fā)展規(guī)劃，采用農(nóng)業(yè)一張圖系統(tǒng)，輔助農(nóng)業(yè)資源信息的采集、加工、分析、統(tǒng)計、監(jiān)測、研究、決策，為農(nóng)作物監(jiān)測提供技術(shù)手段。

1? 系統(tǒng)簡介

數(shù)據(jù)是信息系統(tǒng)的靈魂，高效的信息采集工具能夠提升信息收集的速度和質(zhì)量，因農(nóng)作物分布具有面積廣、地物復(fù)雜的特點，使用遙感監(jiān)測手段可加快農(nóng)作物數(shù)據(jù)的獲取速度;又因為農(nóng)作物的空間分布特性，需要精確、細(xì)致的空間定位信息，使用衛(wèi)星導(dǎo)航定位可為農(nóng)作物定點采樣提供高精度定位信息;農(nóng)作物各類信息的再加工和空間分析，有助于農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與管理、農(nóng)業(yè)區(qū)劃和決策，使用地理信息技術(shù)可使農(nóng)業(yè)資源管理、評價結(jié)果更加科學(xué)和直觀。本文應(yīng)用農(nóng)業(yè)一張圖系統(tǒng)，輔助農(nóng)業(yè)資源信息采集、加工、分析、監(jiān)測、研究、統(tǒng)計、決策、上報的整個過程。

2? 農(nóng)作物遙感監(jiān)測

農(nóng)作物遙感監(jiān)測的過程大部分是信息采集加工的過程，而農(nóng)作物信息的采集加工幾乎占據(jù)了從農(nóng)作物數(shù)據(jù)采集加工、分析、監(jiān)測到統(tǒng)計、決策等整個業(yè)務(wù)流的70%時長。而該市農(nóng)作物還有幾個特點：

（1）品類多樣，包括了水稻、大豆、玉米、蔗糖、桑蠶等主要經(jīng)濟(jì)作物。地形獨特，包括三種農(nóng)業(yè)地域類型區(qū)。東北部巖溶河谷丘陵糧食、經(jīng)作區(qū)，西北部峰叢洼地農(nóng)、林生態(tài)發(fā)展區(qū)，南部峰林谷地農(nóng)、林復(fù)合發(fā)展區(qū)。

（2）農(nóng)作物遙感監(jiān)測是一項費時費力的工程，它需要一套嚴(yán)密的流程加以控制。根據(jù)以上條件，宜基于不同的農(nóng)作物建立農(nóng)作物種植面積監(jiān)測抽樣外推模型，選取不同農(nóng)業(yè)地域類型區(qū)的樣方點，利用農(nóng)作物特征庫中存儲的遙感特征信息和不同時期的農(nóng)作物種植區(qū)遙感數(shù)據(jù)，對農(nóng)作物種植情況進(jìn)行多時相的信息提取和面積監(jiān)測，為相關(guān)部門提供農(nóng)作物種植監(jiān)測參考信息。農(nóng)作物種植面積監(jiān)測流程如下：

（1）建立農(nóng)作物種植面積監(jiān)測抽樣外推模型;

（2）利用抽樣外推模型，在全市農(nóng)作物監(jiān)測區(qū)內(nèi)布設(shè)遙感監(jiān)測樣區(qū)和地面調(diào)查樣方;

（3）進(jìn)行地面樣方調(diào)查，結(jié)合遙感影像特征建立農(nóng)作物遙感解譯標(biāo)志庫;

（4）采取自動分類與人機(jī)交互方式進(jìn)行農(nóng)作物識別與分類;

（5）利用地面樣方調(diào)查成果，對遙感監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行修正;

（6）計算全市農(nóng)作物種植面積的相對變化率。

（1）布設(shè)農(nóng)作物遙感監(jiān)測樣方

農(nóng)作物遙感監(jiān)測樣方樣方具有兩個方面的作用：一方面，農(nóng)作物種植樣本區(qū)提供了農(nóng)作物地面觀測數(shù)據(jù)樣本（位置、葉面積指數(shù)、植被指數(shù)、生育期、植株高度等）;另一方面，樣本區(qū)的遙感數(shù)據(jù)提供了研究其光譜特征、紋理等方面的特征信息。以上信息是農(nóng)作物地面觀測數(shù)據(jù)、遙感特征數(shù)據(jù)以及農(nóng)作物相關(guān)性研究的依據(jù)。樣方選擇應(yīng)具有典型性、代表性和全面性。為此利用GPS在終端采集系統(tǒng)上在全市設(shè)立了農(nóng)作物地面樣方數(shù)量178個，每個地面樣方100畝左右。根據(jù)地形狀況，適當(dāng)調(diào)整樣方大小，每個樣方不得小于300米*300米。

（2）設(shè)置遙感監(jiān)測時間窗口

考慮到農(nóng)作物的不同物候生長特性，宜選取適合于農(nóng)作物生長時期的遙感影像，對農(nóng)作物樣本區(qū)遙感特征進(jìn)行分析，并進(jìn)行遙感監(jiān)測，其監(jiān)測頻率也不一樣。如：水稻一年監(jiān)測兩次，早稻監(jiān)測時間為每年的5月10日～20日，晚稻檢測時間為每年的8月10日至25日;甘蔗一年監(jiān)測一次，監(jiān)測時間為每年的5月10～20日;玉米一年監(jiān)測兩次，春玉米監(jiān)測時間為每年的4月20日～30日，秋玉米監(jiān)測時間為每年的8月20日～30日;蠶桑一年監(jiān)測一次，監(jiān)測時間為每年的5月10～20日等。

（3）監(jiān)測方法

基于農(nóng)作物遙感特征庫，充分利用國產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)（高分二號、北京二號），結(jié)合地面樣方調(diào)查結(jié)果，使用適宜的方法對不同時期的農(nóng)作物種植區(qū)進(jìn)行識別與分類，提取監(jiān)測區(qū)內(nèi)相鄰兩年指定農(nóng)作物種植面積的空間分布及數(shù)量，計算監(jiān)測全市主要農(nóng)作物種植面積相對變化率。

3? 應(yīng)用案例

可以有效地對多時期的資源環(huán)境狀況及生產(chǎn)活動變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和分析比較，也可將數(shù)據(jù)收集、空間分析和決策過程綜合為一個共同的信息流，明顯地提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，為解決資源環(huán)境問題及保障可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。促使管理者制定農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)建設(shè)規(guī)劃、環(huán)境治理規(guī)劃等等，明確資源開發(fā)的規(guī)模、強(qiáng)度和保護(hù)的項目、范圍，以規(guī)劃引導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營者既追求發(fā)展又要重視保護(hù)。

4? 結(jié)語

農(nóng)業(yè)一張圖系統(tǒng)將3S技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測。調(diào)用天地圖廣西影像底圖服務(wù)為野外數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)數(shù)據(jù)分析提供了基礎(chǔ)的底圖服務(wù)支撐，帶有GPS位置定位導(dǎo)航功能的移動端為數(shù)據(jù)采集提供了精確的位置信息，使用高分辨率的國產(chǎn)遙感影像，為大面積的農(nóng)作物監(jiān)測縮短了作業(yè)周期。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集、空間分析和決策過程匯聚于一個系統(tǒng)中，提升了農(nóng)作物監(jiān)測獲取數(shù)據(jù)的速度和效率，使得農(nóng)業(yè)成果信息數(shù)據(jù)共享進(jìn)一步加強(qiáng)，空間分析和決策豐富了農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的手段。

參考文獻(xiàn)

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