廣西南寧橫縣2015年至2017年茉莉花播種面積變化遙感監(jiān)測(cè)

李金翼 陳楚霖

摘 要：本研究以2015年和2017年的TM遙感影像作為數(shù)據(jù)，基于ENVI、arcgis技術(shù)，采用波段合成、圖像裁剪、支持向量機(jī)分類法、影像的分類后處理等方法對(duì)廣西南寧橫縣茉莉花的播種面積變化進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的遙感監(jiān)測(cè)。研究結(jié)果表明，廣西南寧橫縣的茉莉花播種面積呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，相比2015年的茉莉花種植面積，2017年的面積由2015年的26.7394%下降到19.7476%，而住宅用地面積上升了3.8312個(gè)百分點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：遙感監(jiān)測(cè) 茉莉花播種面 結(jié)果與分析

中圖分類號(hào)：TP75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（a）-0101-02

茉莉花茶產(chǎn)業(yè)是橫縣覆蓋最廣、經(jīng)濟(jì)效益最好、帶動(dòng)農(nóng)戶最多、輻射帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展效果最顯著的農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)。最為重要的是茉莉花茶產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大了就業(yè)，活躍了市場(chǎng)。茉莉花茶產(chǎn)業(yè)以及其附屬效應(yīng)帶動(dòng)橫縣經(jīng)濟(jì)迅速地發(fā)展，成為了橫縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。

近年來(lái)，受各方面因素影響，橫縣茉莉花播種面積產(chǎn)生波動(dòng)，原因大致有以下兩點(diǎn)：（1）橫縣茉莉花茶產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展，然而花農(nóng)種植的過(guò)程卻依然艱辛。大部分花農(nóng)依舊為單家獨(dú)戶零星種植，機(jī)械化程度低，栽種和采摘僅依靠手工勞動(dòng)，人工投入量大；（2）橫縣茉莉花綜合利用水平較低，僅局限于基本的開發(fā)利用，導(dǎo)致花農(nóng)普遍收入偏低。

本研究利用LandSat 8衛(wèi)星的TM遙感影像，對(duì)獲取的影像進(jìn)行監(jiān)督分類等處理后，得到分類完成的影像圖，進(jìn)而對(duì)2015年與2017年這兩年的橫縣茉莉花播種面積進(jìn)行對(duì)比分析，從而得出茉莉花地變化的原因以及對(duì)此提出適當(dāng)?shù)慕ㄗh。

1 研究區(qū)域概況

橫縣位于廣西東南部，氣候溫暖，雨量充沛，日照充足，無(wú)霜期長(zhǎng)，是茉莉花的最佳種植地，全縣茉莉花播種面積達(dá)10萬(wàn)畝，每年33萬(wàn)人種植，年產(chǎn)鮮花8萬(wàn)t，茉莉鮮花產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的80%以上，占世界總產(chǎn)量的60%以上；花茶加工企業(yè)近200家，年產(chǎn)花茶120萬(wàn)擔(dān)。

2 研究方法和數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于衛(wèi)星LandSat 8，通過(guò)公開數(shù)據(jù)網(wǎng)站獲取，成像時(shí)間分別為2015年10月04日和2017年03月10日，成像時(shí)刻研究區(qū)域無(wú)云層覆蓋，成像條件較好?？臻g分辨率為30m。

2.2 研究方法及技術(shù)路線

（1）圖像裁剪。其目的是將研究區(qū)域邊界之外的其他區(qū)域去除。本研究按照廣西橫縣邊界進(jìn)行研究區(qū)域圖像的裁剪。（2）圖像增強(qiáng)。是以滿足特定應(yīng)用需求為目的，突出圖像中研究區(qū)域的信息，削弱其他信息的干擾，針對(duì)不同的應(yīng)用而異的圖像分析識(shí)別預(yù)處理，其目標(biāo)是變換原圖像信息以便更加適合人機(jī)辨識(shí)。（3）監(jiān)督分類。利用已被確認(rèn)類別樣本像元識(shí)別其他未知類別像元的過(guò)程。對(duì)每一種類別選取一定數(shù)量的訓(xùn)練樣本，由計(jì)算機(jī)計(jì)算每種訓(xùn)練樣區(qū)的信息，同時(shí)用這些子類別對(duì)判決函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，隨后用訓(xùn)練好的判決函數(shù)去對(duì)其他待分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分類。使每個(gè)像元和訓(xùn)練樣本作比較，按不同的規(guī)則將其劃分到和其最相似的樣本類，以此完成對(duì)整個(gè)圖像的分類。（4）支持向量機(jī)分類（Support Vector Machine 或 SVM）是一種建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)理論基礎(chǔ)上的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。SVM可以自動(dòng)尋找那些對(duì)分類有較大區(qū)分能力的支持向量，由此構(gòu)造出分類器，可以將類與類之間的間隔最大化，因而有較好的推廣性和較高的分類準(zhǔn)確率。

2.3 遙感影像的處理

遙感影像的監(jiān)督分類是利用ENVI軟件將融合波段后的影像進(jìn)行分類。分類完成后，對(duì)初步的分類結(jié)果進(jìn)行一些處理，稱為分類后處理。本研究對(duì)影像進(jìn)行了小斑點(diǎn)處理，目的使分類結(jié)果更為清晰。

3 結(jié)果與分析

比較兩個(gè)年份的各類用地面積，如表1所示，廣西南寧橫縣的茉莉花播種面積呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。2017年的茉莉花種植面積由2015年的26.7394%下降到19.7476%，而住宅用地面積上升了3.8312個(gè)百分點(diǎn)，林地面積上升了32.341個(gè)百分點(diǎn)。2012年以來(lái)，傳統(tǒng)的農(nóng)耕已不再是養(yǎng)家糊口的主流，年輕人更傾向于在城市中打拼，導(dǎo)致橫縣年輕勞動(dòng)力流失。茉莉花種植地逐漸被荒廢，茉莉花的產(chǎn)量在減少，同時(shí)，橫縣的經(jīng)濟(jì)也會(huì)受到影響。橫縣茉莉花農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)基本以發(fā)展茉莉花種植業(yè)為主，茉莉花農(nóng)業(yè)觀光、茉莉花農(nóng)家樂(lè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后。此外，在茉莉花植株育苗、新品種研究、防治藥物研發(fā)等方面發(fā)展也相對(duì)不足。這樣的現(xiàn)象限制了茉莉花農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，將會(huì)導(dǎo)致茉莉花產(chǎn)業(yè)的衰敗。

4 結(jié)論

本研究對(duì)廣西南寧橫縣的茉莉花種植面積進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，利用LandSat 8衛(wèi)星的TM影像，分別采用了2015年和2017年的TM影像圖進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。對(duì)比處理好的數(shù)據(jù)，結(jié)合存在的客觀原因?qū)M縣茉莉花播種面積變化進(jìn)行討論分析，主要結(jié)論如下：對(duì)比2015年與2017年的分類后影像圖，2017年的茉莉花種植面積呈現(xiàn)出明顯下降現(xiàn)象，而居民的住宅用地面積卻迅速增大。茉莉花產(chǎn)業(yè)的衰退由很多因素造成，其中包括橫縣茉莉花生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的分散化、橫縣茉莉花的特色優(yōu)勢(shì)不明顯、茉莉花產(chǎn)業(yè)鏈較短等。

5 討論

（1）本研究只利用了2015年與2017年的TM影像，年份之間跨度較小，進(jìn)行對(duì)比的樣本也較少，得出的結(jié)果存在誤差；（2）本研究由LandSat 8衛(wèi)星獲取的遙感影像圖空間分辨率較低，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析存在誤差。

參考文獻(xiàn)

[1] 覃翠鳳.茉莉花種植技術(shù)特色課程開發(fā)及研究——以發(fā)展適應(yīng)廣西橫縣當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)為例[J].農(nóng)技服務(wù)，2015，32（4）：68-69.

[2] 房風(fēng)文，孔祥智.廣西橫縣茉莉花產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)查與發(fā)展對(duì)策[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，42（9）：1161-1164.

[3] 鄭盛，趙祥，張顥，等.HJ-1衛(wèi)星CCD數(shù)據(jù)的大氣校正及其效果分析[J].遙感學(xué)報(bào)，2011，15（4）：709-721.