遥感技术结合GPS技术在油菜种植面积监测中的应用
2018-05-14于俊平韩鹏杰
于俊平 韩鹏杰
摘 要：利用卫星遥感技术对油菜种植面积进行大范围的监测，通过研究技术路线、监测方法和工作流程，在GPS系统辅助下，可以及时掌握油菜种植变化情况。
关键词：遥感技术;全球定位系统技术;信息提取;面积监测
文章编号：1004-7026（2018）21-0069-02 中国图书分类号：S127 文献标志码：A
遥感技术又称RS技术，是目前最有效的观测技术和信息获取手段，这项技术已经被广泛应用于国民经济各个领域，具有覆盖范围广、探测周期短、费用成本低等特点，能够对目标进行及时快速准确监测。农业是遥感应用最主要的领域之一，主要包括农作物遥感监测、农业资源遥感监测、农业生态环境监测、农业工程规划与建设等方面。
安康、汉中两市为陕西省油菜主产区，近年来农作物种植结构发生变化较大，两地油菜种植面积也有所变化。应用高分一号卫星数据，结合地面样方调查，对两市油菜信息进行提取，及时了解准确的油菜种植面积以及变化情况。
1 技术路线及监测方法
（1）利用遥感（RS）技术，结合全球定位系统（GPS）技术手段对目标区域实行监测。
（2） RS监测数据源见表1。
解译区域汉中、安康共涉及分幅影像26景：
YC148D008009-012;YC148D009009-012;
YC148D010008-012;YC148D011012;
YC149D08001;YC149D009001-002;
YC148D008009-012;YC149D01001-004;
YC149D011001-003;YC149D012002-003。
（3）GPS样方来源：汉中、安康历史布设样方40个，涉及安康汉阴、滨江区，汉中洋县、南郑、汉台、勉县、城固、西乡两个市下属的8个县区。
（4）影像处理：2018年4月2日，高分辨率多光谱卫星数据高分一号为调查数据源，采用全色2 m与多光谱16 m的4、3、2波段合成数据，经过正射纠正、影像配准、过滤除噪（薄云薄雾）、光谱融合等技术手段，得到汉中、安康两市空间分辨率不低于2 m的高光谱假彩色卫星影像数据。
（5）在GIS系统下，根据区域界线以及不同地形、地貌条件分区裁切。得到汉中、安康分幅影像26景：
YC148D008009-012;YC148D009009-012;
YC148D010008-012;YC148D011012;
YC149D08001;YC149D009001-002;
YC148D008009-012;YC149D01001-004;
YC149D011001-003;YC149D012002-003。
（6）采取典型样块样方布设监测与全域监测相结合的办法，利用GPS定位系统，对原布设40个500 m×500 m地面样方进行实地人机交互测量监测。
（7）根据样方内油菜在卫星影像上的形狀、大小、颜色、亮度、饱和度、纹理及地理位置等多种因素，建立汉中、安康两市全域影像解译标志。
（8）在GIS系统下应用自动分类决策树分类法逐层进行油菜信息提取，最小图斑控制在两个像元。
（9）精度控制：样方精度≤5%。全域解译检查精度与地面样方结合，抽检不同地块，实地验证。采取人机交互目视修正结果。
（10）GIS系统下将分幅解译结果转化叠加计算，完成面积统计。
2 工作流程
调查工作流程图见图1。
3 监测应用结果
3.1 地面样方的监测结果
2018年地面样方油菜面积减少9.72%，药材、果树、苗圃等经济作物有所增加，保护地蔬菜有所增加，空置地大幅增加，交通用地及居民地有所增加，土地出现流转。
减少样方24个，增加10个，6个基本持平，减少样方主要分布在汉中。典型样方4个：YC61023城固县上元观镇外北街村，油菜面积减少31%，中药材种植大面积增加;YC61021城固县沙河营镇张家咀村，样方内油菜面积减少15.39%，出现大面积空置地;YC61026汉台区宗营镇韩塘村，油菜种植面积减少，保护地蔬菜面积增加;YC61028汉中市汉台区舒家营街道小店村，面积减少14.26%，果树面积增加。油菜面积增加样方YC61035，勉县老道寺镇纪寨村，面积增加12.36%。
3.2 汉中、安康两市全域解译结果
经过对26景遥感影像信息提取，共提121 058 586个像元数，油菜种植面积为48 421 hm2，与2017年监测数据52 680 hm2相比较减少4 259 hm2，占比8.08%。其中，减少区域主要集中在汉中汉台区、南郑区、洋县、城固县，勉县略有增加;安康市共提取像元信息96 715 502个，种植面积38 684 hm2，同2017年37 992 hm2比较，增加92 hm2，基本持平。
典型样方中油菜监测结果与全域油菜监测结果相吻合，呈减少趋势，减少幅度8%～9%左右。遥感解译误差1.64%，远远小于5%。
4 结束语
利用遥感技术结合GPS地面样方技术，不仅能够及时、快速、省时地得到较大范围大宗作物的种植面积数据，更能提高遥感解译的准确度，是利用遥感技术监测大宗农作物更为理想的手段之一。
