农业遥感研究应用进展与展望

得益于中国自主遥感卫星、无人机遥感和物联网等技术的发展,中国农业遥感研究与应用在过去20年取得了显著进步,中国农业遥感信息获取呈现出天地网一体化的趋势;农业定量遥感在关键参数遥感反演技术方法与应用方面取得进展;作物面积、长势、产量、灾害遥感监测的理论与技术方法取得突破,农业遥感技术应用领域不断拓展。本文从农业遥感信息获取、农业定量遥感、农业灾害遥感、作物遥感识别与制图、作物长势遥感监测与产量预测、农业土地资源遥感等方面对中国农业遥感科研与应用进行了总结综述。     

基于网络服务的地类遥感影像样本检索系统的设计与实现

为了有效地辅助第二次全国土地调查,对土地覆盖情况和地类遥感影像判读提供辅助,运用ASP.NET和网络服务技术,以多源遥感影像为数据源,构建了基于网络服务的地类遥感影像样本检索系统。本文重点研究了基于网络服务的地类遥感影像样本检索系统的结构、流程和功能,提出了系统的数据库表结构设计方法,为网络化遥感样本检索服务提供了解决方案。     

eCognition在土地利用项目中的应用

主要介绍了eCognition对高分辨率卫星影像进行地物分类的技术方法。并以深圳铁岗水库附近地区为例,说明该技术在土地利用分类中应用的可行性和潜力,为高分辨率卫星影像在地物分类中的有效应用提供了新的技术手段。     

长春地区地表温度异常遥感分析

热红外遥感是一项探测地热资源、植被覆盖、农作物估产等生态环境评价研究的重要技术。本次使用Landsat 7/ETM＋热红外波段（band 6）,基于单通道算法,对长春地区地表温度应用反演,从而为研究该区地热资源、土地覆盖、城市热岛效应及环境评价提供可靠的依据。研究表明,热红外遥感能够有效探测到地表温度异常,而引起其异常的原因有待我们就一步验证和深入研究。     

土地利用基础图件更新技术体系研究与软件系统构建

全面、现势的土地利用基础图件是一个国家摸清其土地资源家底,进行土地资源合理利用、规划和科学管理的基础和前提条件。本文从数据源、处理手段与采用的技术方法对土地利用基础图件更新的技术体系进行了研究,基于图件更新技术流程的三个主要环节对图件更新方法进行了系统分析和分类总结,继而提出了一套集RS/GIS/GPS技术于一体的图件更新技术方法与流程;同时依托具有自主知识产权的遥感数据处理平台CASM Im-ageInfo,将整个作业流程一体化,构建了适合我国具体国情的实用和可操作性强的土地利用基础图件更新软件系统,实现了土地利用基础图件的快速更新。     

基于NDVI时间序列数据的江西省水稻种植制度变化研究

利用Savitzky-Golay滤波对覆盖江西省范围的SPOT VGT NDVI时间序列数据进行平滑处理的基础上,结合坡度数据,通过非监督分类的方法提取了江西省2000、2005和2010年水稻种植范围,并根据NDVI的年内动态变化,从水稻种植范围、水稻生长季起始时间、水稻复种指数和NDVI最大振幅等分析了江西省水稻种植和生长情况,探讨2000~2010年江西省水稻生产的变化。     

融合流程优化思维的遥感影像变化检测自动化研究

目前土地卫片执法中对影像变化图斑的提取主要依靠作业人员对两时相高分辨率卫星遥感影像的目视解译,以确定土地利用变化发生的空间位置。图斑的正确与否完全依靠解译人员的目视判读经验,容易产生错误。通用的检测流程针对特定遥感影像数据可以得到较好的检测结果,但是面对大面积、特征多样、分辨率较高的城市遥感影像时,应用效果可能不佳。融合流程优化思维,整合现有成熟的遥感影像变化检测相关技术,利用数字城市建设中积累的大量高精度GIS数据,并结合地物形状特征指数和检测人员的作业经验,进行变化检测自动化研究,包括人机交互检测和批量自动检测两个主要流程,并应用于深圳市土地卫片执法中的土地利用变化图斑提取环节,可提高其自动化程度,有效降低时间和人力成本,及时发现并阻止土地违法利用行为。     

Utility of satellite data for land evaluation in land use planning for a part of Northern Karnataka

The study reported herein deals with the utility of satellite remote sensing techniques for land evaluation for agricultural land use planning. False colour composite of Landsat imagery in the scale of 1:250,000 was visually interpreted for physiography that formed the base for mapping soil and land resources in the field. The small-scale soil map thus prepared has thirteen map units with association of soil families. Soil and land resource units shown on these small-scale maps were evaluated for their suitability for growing sorghum crop by matching the relevant land qualities against the land requirements for sorghum. The land evaluation carried out for growing sorghum crop in the study area revealed that about 38.6 per cent is highly suitable (S1), 31.5 per cent moderately suitable (S2) and 24.5 per cent marginally suitable (S3). An area of about 5.4 per cent is not suitable, of which 3.0 per cent is currently not suitable (N1) and 2.4 per cent permanently not suitable for growing sorghum crop.     

基于CBERS-02遥感影像的湿地地表覆被分类研究

基于CBERS遥感影像多光谱数据,运用信息量、相关系数及OIF方法,分析了波段数据特征,获得了对影像数据的整体认识。 通过绘制地表覆被类型的样本均值光谱曲线,分析了多种地表覆被类型在5个影像波段中的光谱特征,得出了不同覆被类型在各波 段中的反射特性。基于典型地表覆被类型样本数据,分别针对影像的5个波段及第一主成分、归一化植被指数这两个重要特征,运 用盒须图进一步分析了不同地表覆被类型的分异特性。运用Z-test统计方法,筛选出了区分不同地表覆被类型的最优纹理特征。运 用面向对象分类技术开展了研究区覆被类型分类实验,验证了基于CBERS遥感影像进行内陆淡水湿地区地表覆被分类的可行性,丰 富了地表覆被信息提取方法,拓展了CBERS遥感影像的应用领域。     

CBERS-02B卫星数据在涪陵区土地利用分类中的应用

为推进国产卫星数据的应用,本文以CBERS-02B卫星的CCD数据和HR数据为数据源,以重庆市涪陵区为实验区,将DEM、NDVI数据作为补充,采用分层分类的方法,对实验区土地利用/土地覆盖现状信息进行提取,分析CBERS-02B数据的特点及在应用中存在的问题。研究结果表明,CBERS-02B数据可满足复杂地区土地利用宏观监测的需要。     

利用矢量影像法进行土地利用变化自动检测

为解决土地利用矢量图与遥感影像的变化检测问题,提出了一种基于类别的矢量图与遥感影像变化检测方法。在矢量图约束下,对遥感影像进行影像分割获取像斑;提取像斑在遥感影像上的直方图特征,采用G统计量度量像斑之间的特征距离;利用像斑与其他相同类别像斑之间的特征距离,构建单波段上像斑的类别异质度,自适应加权组合各波段上像斑的类别异质度构建像斑的类别异质度;依据最大熵方法获取各地物类别对应的异质度阈值,以类别为单位对各像斑进行变化判别,获取变化检测结果。在QuickBird遥感影像上的试验验证了本文方法的有效性,实现了矢量图与遥感影像的自动变化检测。     

基于面向对象与规则的Sentinel-2A影像土地覆被分类——以江西省都昌县为例

土地覆被作为地表自然和人工建造物的综合体,是开展土地科学相关研究的重要基础,在遥感大数据背景下,准确、快速、自动化进行土地覆被提取技术一直是遥感研究中的重点。本文基于eCognition软件,采用面向对象的多尺度分割法,综合考虑地物在遥感影像上的光谱、形状和纹理特征,建立多种地物提取规则。通过模糊函数、支持向量机（SVM）和阈值法对研究区的土地覆被进行分类提取,并与研究区的FROM-GLC10数据和土地利用变更数据进行了对比分析。结果表明：①研究区土地覆被分类的总体精度为97%,Kappa系数为0.96,分类精度较高;②基于10 m分辨率影像,综合使用形状、纹理、光谱信息对于道路的提取具有较好的效果,道路提取Kappa系数为0.84;③分类结果在面积和空间分布上都优于FROM-GLC10数据,与研究区实际土地变更数据保持较好的一致性。基于面向对象与规则的分类方法提取地物能够有效利用多种遥感影像特征,分类精度高,对于处理高分辨率遥感数据具有很好的优势。     

CBERS-02B星数据质量评价及其铀成矿要素解译应用研究

利用遥感影像处理技术和数理统计方法,评价了中巴地球资源一号卫星02B星（CBERS—02B,以下简称02B星）遥感数据的空间特性和辐射特征,并与ETM＋多光谱数据主要特征参数进行了对比分析。在此基础上,以江西桃山花岗岩型铀矿田为试验区,结合航空放射性数据,开展了基于02B星遥感数据的控矿断裂带、热液蚀变带及主要成矿岩体等铀成矿要素的光谱特征识别与提取,并对该数据的地学应用潜力进行了评价。     

面向农作物监测的遥感信息处理技术研究

以区域性主要农作物种类识别、长势分析与产量估算及农业种植结构现状监测为主要研究对象,开展适于农业管理部门业务化运行的卫星遥感信息处理的关键技术研究。从分析主要作物类型识别的遥感物理依据入手,提出了卫星遥感数据处理及专题信息提取的基本技术框架、主要农作物类型及种植面积信息的提取方法以及主要粮食作物长势分析和产量估算模型,并对结果进行了简要的精度分析。     

基于遥感的大宗农产品优势产区监测研究

以HJ1卫星数据为实验数据,通过运用遥感处理技术、地理信息技术,完成实验区遥感反演作物长势指标体系研究,并将农情监测数据进行web发布。为高分数据迅速投入使用和生产提供理论基础与实现途径,同时为农作物估产的运行化遥感提供了标准、快速的农情监测方法。     

Multi-Data Approach for remote sensing-based regional crop rotation mapping: A case study for the Rur catchment,Germany

Spatial land use information is one of the key input parameters for regional agro-ecosystem modeling. Furthermore, to assess the crop-specific management in a spatio-temporal context accurately, parcel-related crop rotation information is additionally needed. Such data is scarcely available for a regional scale, so that only modeled crop rotations can be incorporated instead. However, the spectrum of the occurring multiannual land use patterns on arable land remains unknown. Thus, this contribution focuses on the mapping of the actually practiced crop rotations in the Rur catchment, located in the western part of Germany. We addressed this by combining multitemporal multispectral remote sensing data, ancillary information and expert-knowledge on crop phenology in a GIS-based Multi-Data Approach (MDA). At first, a methodology for the enhanced differentiation of the major crop types on an annual basis was developed. Key aspects are (i) the usage of physical block data to separate arable land from other land use types, (ii) the classification of remote sensing scenes of specific time periods, which are most favorable for the differentiation of certain crop types, and (iii) the combination of the multitemporal classification results in a sequential analysis strategy. Annual crop maps of eight consecutive years (2008–2015) were combined to a crop sequence dataset to have a profound data basis for the mapping of crop rotations. In most years, the remote sensing data basis was highly fragmented. Nevertheless, our method enabled satisfying crop mapping results. As an example for the annual crop mapping workflow, the procedure and the result of 2015 are illustrated. For the generation of the crop sequence dataset, the eight annual crop maps were geometrically smoothened and integrated into a single vector data layer. The resulting dataset informs about the occurring crop sequence for individual areas on arable land, so that crop rotation schemes can be derived. The resulting dataset reveals that the spectrum of the practiced crop rotations is extremely heterogeneous and contains a large amount of crop sequences, which strongly diverge from model crop rotations. Consequently, the integration of remote sensing-based crop rotation data can considerably reduce uncertainties regarding the management in regional agro-ecosystem modeling. Finally, the developed methods and the results are discussed in detail.     

附有物理量和气象条件约束的光学卫星国土观测有效覆盖率评估

传统光学卫星国土观测覆盖评估建立在卫星对地理想覆盖的基础上,并未考虑卫星存储、星地数据传输、观测时长等物理量及观测区域气象因素对于覆盖性能的影响。本文针对光学遥感卫星的国土观测需求.建立国土观测有效覆盖能力评估指标体系,根据卫星数据存储能力、星地数据传输能力、卫星单圈最大观测时长、卫星观测太阳高度角等性能参数,提出了基于物理性能约束下的有效覆盖计算方法。根据气象台站历年气象数据,提出了气象约束因子的计算方法。综合考虑卫星物理性能约束与观测区域气象约束,计算光学遥感卫星对地观测有效覆盖能力。最后根据专家设计的光学遥感卫星国土观测有效覆盖能力评估指标权重,利用层次分析法(AHP)评估光学遥感卫星系统对于国土观测的需求满足程度。试验结果表明,本文方法对于国土观测有效覆盖的估算和评价结果更加精确,更接近于国土观测的实际应用需求,为对地观测有效覆盖能力评估提供了一种更为精确的可行方案。     

农情遥感信息与其他农情信息的对比分析

农情信息多种多样 ,来源不同 ,分散于各个部门或单位 ,缺乏相互交换与验证 ,综合分析与集成不够 ,特别是遥感信息为经济领域决策服务的渠道不通畅。为更好地应用各种信息 ,必须加强信息综合分析。对耕地面积、作物面积、作物单产、作物长势、粮食产量等几种农情信息中不同来源的信息进行了初步对比分析 ,肯定了遥感监测农情信息在客观性、时空连续性、可对比与可预测、低成本等几个方面的优势 ,同时也分析了遥感信息的不足和局限。认为遥感信息与其他信息不是互相替代的关系 ,而是互相补充、互相验证的关系。只有通过多源农情信息的综合分析和集成 ,才能更全面准确地反映农情。     

基于多源数字遥感影像的“两违”监测服务体系

"两违"综合治理工作因涉及范围广、频率高,亟须采取相应的数字化手段为工作开展提供技术支持。高分辨率遥感技术具有高空间分辨率技术特点,可为"两违"执法工作提供实时详尽的高分辨工作底图,加以遥感处理分析,可以达到对监控区域"两违"变化多时相监测的目的。本文设计了一套以遥感监测为主要手段,集成卫星遥感、航空遥感、无人机航测技术,从多源影像获取、多源数字正射影像工作底图制作、"两违"疑似图斑提取与建库到基于移动互联网技术的"两违"遥感地理信息系统开发的辅助城市规划监测服务体系。     

作物种植成数的遥感监测精度评价

以河南开封和山西太谷地区作为研究区域 ,选用LandsatTM作为农作物种植面积遥感监测的数据源。利用LandsatTM提取河南开封实验区 2 0 0 1年的夏季作物和山西太谷地区 2 0 0 3年秋季作物的作物种植成数。同时 ,利用IKONOS ,QuickBird高分辨率遥感影像 ,通过地面调查进行了地面作物填图和分类 ,同样得到实验区的农作物种植成数。最后通过两种结果对比 ,表明开封实验区夏季作物的监测精度达到 99%以上 ,太谷实验区秋季作物的监测精度达到 97%以上 ,由此推断 ,表明利用LandsatTM监测农作物种植成数的精度能够满足中国农情遥感监测的运行化要求