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新疆棉花遥感监测运行系统关键技术研究

作　者: 曹卫彬
导　师: 杨邦杰
学　校: 中国农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 棉花面积遥感监测作物识别模型小地物抽样
分类号: TP79
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

新疆棉花的生产发展对新疆经济有着巨大影响，对全国的棉花市场稳定也有重要地位。由于国际棉花市场的严峻形势，必须建立新疆棉花遥感监测系统，以全面、快速、客观地监测棉花种植面积的变化情况，为管理部门提供重要的决策依据。针对目前“新疆棉花遥感监测业务运行系统”中存在不完善的情况，在“新疆棉花遥感监测业务运行系统”的总体目标下，结合新疆棉花种植生长的实际情况，在运行化要求下，以可操作性强为目的，研究与解决了大尺度的棉花遥感监测中的一些关键技术问题，提高与完善了“新疆棉花遥感监测业务运行系统”的功能，使系统运行更经济、更可靠、更及时。主要研究内容如下： 1) 新疆棉花遥感监测区划的研究在建立新疆棉花遥感监测背景数据库基础上，根据棉花遥感监测区划的理论并结合新疆各地的气候、地理条件，农业种植结构、农作物及棉花的种植分布等特殊情况对新疆棉花进行了遥感监测区划。结果是：新疆三大棉区除吐鲁番棉花识别最佳时相为8月外，其余棉区棉花识别最佳时相均为9月；三大棉区均为陆地卫星遥感信息源区；将新疆棉区划分为6个遥感识别区。 2) 基于光谱信息的棉花识别模型的研究为提高大尺度的遥感监测中棉花识别精度与图像的解译速度，探索研究了一种TM影像的棉花识别模型。在试验区的棉花主要生长期里，进行了棉花与其它主要农作物的地面光谱测量。通过对各时期棉花及主要农作物的地面测量光谱与TM图像光谱特征的差异性及规律性分析，确定试验区棉花识别的最佳时相为9月；通过对最佳时相的TN图像中各种农作物光谱特征的分析研究，建立了大尺度的棉花遥感识别模型。经数学方法与实际应用验证，该模型简单、操作方便并且识别棉花的准确程度较高，同时加强了图像解译速度，适应于运行系统。 3) 棉花遥感监测面积提取中线状地物扣除的研究为提高棉花面积提取精度，完善棉花遥感监测运行系统。分析了线状地物对作物面积提取精度影响的机理，进行了线状地物扣除实验方法的技术路线与实施过程研究，经实际验证该方法可消除绝大部分线状地物对棉花面积提取精度产生的影响，提高了棉花面积的提取精度。 4) 棉花种植面积遥感估算抽样方法的研究通过对各种农作物遥感估算面积抽样方法的研究、分析与比较，在新疆棉花种植面积遥感监测中，采用了两阶段抽样与分层抽样相结合的新抽样方法。本抽样方法既能反映新疆各市县师棉花种植比例的差异性，又可避免单纯以市县师为抽样单元样本量少，进行分层抽样引起较大抽样误差的缺点。更重要的是可以获得省级与省级以下行政单位农作物种植面积的绝对值，有利于生产管理与决策。 5) 棉花种植面积遥感估算技术流程的改进与应用将研究的新技术应用到新疆棉花种植面积遥感估算的技术流程中，由靠大量人工目视判读解译，缺少棉花识别的规范与标准，转向了技术流程的规范性、严密性与量化性。用改进的技术流程对石河子垦区棉花种植面积进行了遥感估算，不仅得到棉花种植面积绝对值，而且估算面积达到较高精度。新的技术流程明显提高了棉花识别与种植面积遥感估算的精度。

全文目录

第一章绪论  10-25
  1.1 研究背景、意义  10-15
  1.2 国内外研究现状  15-22
  1.3 研究内容和方法  22-25
第二章遥感监测背景数据库与区划的研究  25-48
  2.1 遥感监测系统背景数据库建立  25-28
  2.2 新疆棉花种植面积遥感监测区划的研究  28-31
  2.3 自然、地理特点与种植制度  31-34
  2.4 新疆棉花遥感区划研究的内容与方法  34-35
  2.5 新疆棉花遥感监测影像信息源区的划分  35-39
  2.6 棉花遥感识别最佳时相区的划分  39-44
  2.7 新疆棉花遥感监测棉花识别区划  44-46
  2.8 本章小结  46-48
第三章棉花遥感识别模型的研究  48-65
  3.1 基本概念  48-53
  3.2 国内外研究进展与分析  53-55
  3.3 研究方法与技术路线  55
  3.4 农作物光谱测定与最佳时相确定  55-56
  3.5 作物光谱测定数据处理与分析  56-59
  3.6 棉花遥感识别模型的建立  59-63
  3.7 棉花识别模型的验证  63-64
  3.8 本章小结  64-65
第四章线状地物扣除方法的研究  65-72
  4.1 引言  65
  4.2 国内外的研究进展与分析  65-67
  4.3 线状地物提取与扣除方法  67-68
  4.4 田间试验  68-69
  4.5 实验结果分析与验证  69-70
  4.6 本章小结  70-72
第五章棉花种植面积遥感估算抽样方法的研究  72-88
  5.1 国内外面积估算抽样方法研究进展与分析  72-73
  5.2 棉花面积估算的抽样方法确定  73-78
  5.3 样本框设计  78-87
  5.4 本章小结  87-88
第六章棉花遥感监测面积估算方法的研究  88-101
  6.1 棉花种植面积估算方法技术流程的确定  88
  6.2 遥感影像图的处理与预判  88-93
  6.3 棉花识别与提取  93-94
  6.4 棉花种植面积估算  94-96
  6.5 新疆棉花种植面积遥感估算外推  96-98
  6.6 新疆棉花种植面积遥感监测业务化运行系统  98-100
  6.7 本章小结  100-101
第七章结论与建议  101-103
  7.1 结论  101-102
  7.2 存在问题与建议  102-103
参考文献  103-111
致谢  111-112
附录  112-121
  附录一主要图件  112-120
  附录二论文EI收录下载文档  120-121
作者简介  121

新疆棉花遥感监测运行系统关键技术研究

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