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基于遥感和GIS的棉花面积提取和产量估测研究

作　者: 刘玫岑
导　师: 李霞
学　校: 新疆农业大学
专　业: 环境遥感监测
关键词: 棉花遥感估产监督分类 NDVI 光谱
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 337次
引　用: 2次
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内容摘要

建立新疆棉花遥感估产系统,全面、快速、客观掌握棉花种植面积及长势,对新疆农业管理部门和经济管理部门决策具有重要的意义。本研究以农一师16团为研究区,对棉花遥感估产进行了初步研究,主要内容有:1.进行了最佳波段组合空间研究,确定了Landsat-7/ETM+最优波段组合为TM4、TM3、TM2。2.进行棉花光谱分析。棉花和其它农作物物候历差异及对光谱分析结果表明:9月中下旬为识别棉花的最佳时相;对长绒棉与陆地棉生长阶段差异和它们的光谱比较分析结果表明:10月上中旬为识别不同棉花品种的最佳时相。3.棉花种植面积提取:根据棉花遥感识别最佳遥感时相,使用最大似然法进行监督分类。水稻和棉花像元分类精度都在97%以上。2001年长绒棉面积分类精度达97.07%,陆地棉面积分类精度达93.15%,2003年长绒棉面积分类精度达90.87%,陆地面面积分类精度达82.87%。4.棉花产量等级划分:通过对棉花生长习性,生长过程及遥感光谱分析的研究,得出棉花产量形成的关键时期为7月中旬至8月下旬。使用2004、2005年7月ASTER数据提取植被指数NDVI和RVI,并进行密度等级分割。结果表明:NDVI密度等级分割与棉花产量相关性较好,故使用NDVI密度等级分割图结合不同棉花品种分类结果,划分出不同棉花品种的高产田和中低产棉田;并结合土壤盐渍化程度划分出高、中、低产田。5.棉花产量估测:根据实际测产数据得出不同品种棉花高、中、低产田的平均亩产,由各品种面积×平均亩产得到估产棉花产量。2004年产量估测的精度为82.5%,2005年产量估测为84.9%,平均产量估测精度为83.7%。上述研究结果表明运用监督分类法和NDVI密度等级分割法对棉花产量估测方法可行,为今后大面积棉花估产打下基础;由于研究区域小、产量估测时间序列短、缺少实地光谱测量等因素,对大尺度棉花估产还有待进一步研究。

全文目录

独创性声明  2
关于论文使用授权的说明  2-3
摘要  3-4
Abstract  4-8
1 引论  8-21
  1.1 研究目的、意义  8-9
  1.2 遥感估产的方法  9-10
    1.2.1 遥感作物估产的基本原理  9
    1.2.2 农作物遥感估产的方法  9-10
  1.3 遥感技术在农作物估产中应用的国内外研究现状  10-16
    1.3.1 国外研究现状  10-12
    1.3.2 国内的研究  12-14
    1.3.3 棉花估产进展  14-16
  1.4 地理信息系统（GIS）在农作物估产中的辅助技术  16-18
    1.4.1 GIS 概况  16
    1.4.2 GIS 技术在农作物遥感估产中应用研究进展  16-18
  1.5 研究内容与研究方法  18-21
    1.5.1 研究内容  18-19
    1.5.2 研究方法  19-20
    1.5.3 技术路线  20-21
2 研究区自然条件概况  21-24
  2.1 地形地貌  21
  2.2 气候条件  21-22
  2.3 水文条件  22
  2.4 土壤条件  22
  2.5 自然灾害  22-24
3 数据获取和处理  24-39
  3.1 数据获取  24-25
    3.1.1 遥感数据获取  24-25
    3.1.2 地面数据获取  25
  3.2 遥感数据处理  25-27
    3.2.1 几何精校正  25-27
    3.2.2 影像切割  27
  3.3 遥感图像增强处理  27-30
    3.3.1 最佳波段组合选择  28-29
    3.3.2 反差增强处理  29-30
  3.4 棉花测产  30-31
  3.5 棉花信息识别的最佳时相选择  31-33
  3.6 棉花面积提取  33-37
    3.6.1 计算机监督分类  33-34
    3.6.2 棉花监督分类  34-35
    3.6.3 分类结果及精度分析  35-36
    3.6.4 棉花品种分类  36-37
  3.7 棉花品种分类结果及精度分析  37-39
4 棉花产量估测  39-51
  4.1 棉花估产最佳时相选取  39-40
  4.2 植被指数  40-41
    4.2.1 植被指数  40-41
    4.2.2 棉花植被指数提取  41
  4.3 植被指数分级  41-44
    4.3.1 NDVI 密度等级划分  42-44
    4.3.2 RVI 密度等级划分  44
    4.3.3 NDVI、RVI 密度分割与图像分析  44
  4.4 影响棉花产量主要因子－土壤信息的引入  44-45
  4.5 棉花分类专题图形成  45-46
  4.6 各种类型棉花面积统计  46
  4.7 产量估测  46-49
  4.8 棉花遥感估产结果分析  49-51
    4.8.1 遥感估产经济性分析  49
    4.8.2 科学性及客观性分析  49-51
5 结论与讨论  51-54
  5.1 研究结论  51-52
  5.2 问题及展望  52-54
参考文献  54-58
附图  58-61
致谢  61-62
作者简介  62

基于遥感和GIS的棉花面积提取和产量估测研究

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