基于遥感影像矢量提取图的变化监测技术探讨

王玉琴

摘  要：本文在农业一张图的概念基础上，深入探讨了农作物遥感监测的技术流程，基于天地图调用高分辨率的影像地图服务，采用农业一张图系统，辅助农业资源信息的采集、加工、分析、统计、监测、研究、决策，为农作物监测提供技术手段。

关键词：农业一张图  天地图  遥感监测  信息共享

某市農业信息化建设发展缓慢，农作物监测具有信息化程度较低、监测手段单一、成果数据不规范、成果信息数据共享性差等问题。为迫切解决上述问题，把握区域内农业赖以持续发展的农业资源数量和质量，科学制定发展规划，采用农业一张图系统，辅助农业资源信息的采集、加工、分析、统计、监测、研究、决策，为农作物监测提供技术手段。

1  系统简介

数据是信息系统的灵魂，高效的信息采集工具能够提升信息收集的速度和质量，因农作物分布具有面积广、地物复杂的特点，使用遥感监测手段可加快农作物数据的获取速度;又因为农作物的空间分布特性，需要精确、细致的空间定位信息，使用卫星导航定位可为农作物定点采样提供高精度定位信息;农作物各类信息的再加工和空间分析，有助于农业资源调查与管理、农业区划和决策，使用地理信息技术可使农业资源管理、评价结果更加科学和直观。本文应用农业一张图系统，辅助农业资源信息采集、加工、分析、监测、研究、统计、决策、上报的整个过程。

2  农作物遥感监测

农作物遥感监测的过程大部分是信息采集加工的过程，而农作物信息的采集加工几乎占据了从农作物数据采集加工、分析、监测到统计、决策等整个业务流的70%时长。而该市农作物还有几个特点：

（1）品类多样，包括了水稻、大豆、玉米、蔗糖、桑蚕等主要经济作物。地形独特，包括三种农业地域类型区。东北部岩溶河谷丘陵粮食、经作区，西北部峰丛洼地农、林生态发展区，南部峰林谷地农、林复合发展区。

（2）农作物遥感监测是一项费时费力的工程，它需要一套严密的流程加以控制。根据以上条件，宜基于不同的农作物建立农作物种植面积监测抽样外推模型，选取不同农业地域类型区的样方点，利用农作物特征库中存储的遥感特征信息和不同时期的农作物种植区遥感数据，对农作物种植情况进行多时相的信息提取和面积监测，为相关部门提供农作物种植监测参考信息。农作物种植面积监测流程如下：

（1）建立农作物种植面积监测抽样外推模型;

（2）利用抽样外推模型，在全市农作物监测区内布设遥感监测样区和地面调查样方;

（3）进行地面样方调查，结合遥感影像特征建立农作物遥感解译标志库;

（4）采取自动分类与人机交互方式进行农作物识别与分类;

（5）利用地面样方调查成果，对遥感监测结果进行修正;

（6）计算全市农作物种植面积的相对变化率。

（1）布设农作物遥感监测样方

农作物遥感监测样方样方具有两个方面的作用：一方面，农作物种植样本区提供了农作物地面观测数据样本（位置、叶面积指数、植被指数、生育期、植株高度等）;另一方面，样本区的遥感数据提供了研究其光谱特征、纹理等方面的特征信息。以上信息是农作物地面观测数据、遥感特征数据以及农作物相关性研究的依据。样方选择应具有典型性、代表性和全面性。为此利用GPS在终端采集系统上在全市设立了农作物地面样方数量178个，每个地面样方100亩左右。根据地形状况，适当调整样方大小，每个样方不得小于300米*300米。

（2）设置遥感监测时间窗口

考虑到农作物的不同物候生长特性，宜选取适合于农作物生长时期的遥感影像，对农作物样本区遥感特征进行分析，并进行遥感监测，其监测频率也不一样。如：水稻一年监测两次，早稻监测时间为每年的5月10日～20日，晚稻检测时间为每年的8月10日至25日;甘蔗一年监测一次，监测时间为每年的5月10～20日;玉米一年监测两次，春玉米监测时间为每年的4月20日～30日，秋玉米监测时间为每年的8月20日～30日;蚕桑一年监测一次，监测时间为每年的5月10～20日等。

（3）监测方法

基于农作物遥感特征库，充分利用国产高分辨率卫星影像数据（高分二号、北京二号），结合地面样方调查结果，使用适宜的方法对不同时期的农作物种植区进行识别与分类，提取监测区内相邻两年指定农作物种植面积的空间分布及数量，计算监测全市主要农作物种植面积相对变化率。

3  应用案例

可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较，也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流，明显地提高工作效率和经济效益，为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。促使管理者制定农业发展规划、生态建设规划、环境治理规划等等，明确资源开发的规模、强度和保护的项目、范围，以规划引导生产经营者既追求发展又要重视保护。

4  结语

农业一张图系统将3S技术应用于农业遥感监测。调用天地图广西影像底图服务为野外数据采集和室内数据分析提供了基础的底图服务支撑，带有GPS位置定位导航功能的移动端为数据采集提供了精确的位置信息，使用高分辨率的国产遥感影像，为大面积的农作物监测缩短了作业周期。系统将数据采集、空间分析和决策过程汇聚于一个系统中，提升了农作物监测获取数据的速度和效率，使得农业成果信息数据共享进一步加强，空间分析和决策丰富了农业发展规划的手段。

参考文献

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