基于Landsat8遙感數(shù)據(jù)的新疆精河縣棉花種植空間分布信息提取研究

劉曉晨，買買提阿依甫

1.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃辦公室2.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳農(nóng)業(yè)信息中心，烏魯木齊830049

基于Landsat8遙感數(shù)據(jù)的新疆精河縣棉花種植空間分布信息提取研究

劉曉晨1，買買提阿依甫2

1.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃辦公室2.新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳農(nóng)業(yè)信息中心，烏魯木齊830049

棉花我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,新疆是我國(guó)棉花種植的主產(chǎn)區(qū)，及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握棉花種植面積和空間分布對(duì)各級(jí)部門制定相應(yīng)農(nóng)業(yè)政策具有重要意義。利用遙感技術(shù)獲取地表各類信息具有快速、準(zhǔn)確、客觀的特點(diǎn)，不同的學(xué)者也從多個(gè)角度對(duì)棉花等不同農(nóng)作物的信息提取進(jìn)行了研究與論證[1-5]，本文以新疆天山北坡的精河縣為例，采用美國(guó)Landsat8遙感數(shù)據(jù)，利用遙感信息提取技術(shù)進(jìn)行縣級(jí)棉花種植面積信息提取，以便為后續(xù)開展省級(jí)棉花面積信息提取積累經(jīng)驗(yàn)。

Landsat8；遙感；棉花；分布

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

精河縣位于新疆西北部，天山支脈婆羅科努山北麓，準(zhǔn)噶爾盆地西南邊緣。東鄰烏蘇市，西鄰博樂(lè)市，南鄰尼勒克縣、伊寧縣，北鄰?fù)欣锟h。全縣總面積11189.15 km2。有漢、維吾爾、哈薩克、蒙古、回等26個(gè)民族。精河縣氣候?qū)俚湫偷谋睖貛Ц珊祷哪痛箨懶詺夂颉Ｖ饕攸c(diǎn)是光照充足，冬夏冷熱懸殊，晝夜溫差大，干燥少雨，蒸發(fā)量大，春季多風(fēng)沙、浮塵天氣。農(nóng)業(yè)種植主要以棉花為主，另有少量葡萄、玉米等。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究采用Landsat8遙感數(shù)據(jù)下載自美國(guó)國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局的Global Visualizaton Viewer(下載地址：http://glovis.usgs.gov/)，數(shù)據(jù)軌道號(hào)為146029，獲取日期為2015年7月22日。

2 研究方法和技術(shù)路線

為了提高棉花信息提取精度，首先在研究區(qū)進(jìn)行了棉花野外解譯標(biāo)志點(diǎn)的采集和地面樣方布設(shè)工作，這些為后續(xù)遙感提取棉花面積提供了地面真實(shí)參照數(shù)據(jù)。

對(duì)于遙感數(shù)據(jù)，本研究首先進(jìn)行了定標(biāo)和大氣校正，得到地表真實(shí)反射率數(shù)據(jù)，由于植被在近紅外波段反射率變化大，俗稱“紅邊效應(yīng)”，因此本研究采用RGB432進(jìn)行波段組合和信息提取，在此基礎(chǔ)上，利用縣界矢量進(jìn)行裁切，從而得到精河縣的遙感圖像。

3 棉花種植面積信息提取

3.1解譯標(biāo)志的采集與建立

本研究分別采用手持GARMIN GPS以及TRIMBLE差分GPS在研究區(qū)進(jìn)行了地面解譯標(biāo)志點(diǎn)的采集和地面樣方布設(shè)工作，通過(guò)與遙感圖像相疊加，從而得到研究區(qū)作物的解譯標(biāo)志信息。

3.2 棉花面積信息提取

常見的遙感信息提取方法主要有人工目視解譯、計(jì)算機(jī)監(jiān)督分類以及非監(jiān)督分類等，為了兼顧時(shí)間與效率，本研究采用監(jiān)督分類的方法，采用支持向量機(jī)(SVM)信息提取方法來(lái)提取棉花種植面積，得到研究區(qū)棉花種植面積。將提取的棉花面積矢量文件導(dǎo)入ARCGIS等地理信息系統(tǒng)軟件中，通過(guò)同一編碼，即可計(jì)算出研究區(qū)棉花種植的總面積。

4 結(jié)論

本研究采用美國(guó)Landsat8遙感數(shù)據(jù)，在新疆精河縣開展了縣級(jí)棉花種植面積空間分布信息提取研究，研究表明，第一，Landsat8數(shù)據(jù)成像清晰，數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定可靠，可以利用該數(shù)據(jù)進(jìn)行大范圍的棉花種植面積信息提取；第二本研究采用的技術(shù)路線具有實(shí)際可操作性，在以后的省級(jí)棉花信息提取中也可以采用本研究所采用的技術(shù)路線。

[1]李敏,趙庚星,蔡明慶,趙倩倩,唐建.縣域棉花信息遙感提取與棉田精確化管理分區(qū)研究[J].自然資源學(xué)報(bào),2012,27(11):1971-1980.

[2]劉玫岑.基于遙感和GIS的棉花面積提取和產(chǎn)量估測(cè)研究[D].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[3]李敏，趙庚星，李百紅.基于遙感的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)棉花面積提取與長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011（04）.

[4]辛海強(qiáng)；馮志敏.棉花種植區(qū)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)研究[J].測(cè)繪與空間地理信息,2014(02).

[5]李敏.基于RS和GIS的縣域棉花信息提取及分區(qū)管理研究——以山東省夏津縣為例[D].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

劉曉晨（1980年8月-），在職研究生學(xué)歷，農(nóng)藝師,研究方向：農(nóng)業(yè)項(xiàng)目管理。

2015-09-21