基于ENVI的杞县大蒜种植面积提取方法分析研究

摘要：

大蒜是一种重要的经济作物,是重要的食用调料和蔬菜,同时具有很高的药用价值。我国是世界最主要的大蒜生产、消费和出口国,大蒜年产量约占世界总年产量的90%。2017年,全国大蒜收获面积达到800万亩,产量居全球首位,其中杞县大蒜种植面积70万亩,产量达到90万吨,是国内大蒜主要产区之一。及时准确地了解大蒜的种植面积,对于加强大蒜的生产管理,调整农业结构,制定科学合理利民的农业政策具有重要的现实意义。传统的作物面积统计方式费时费力且误差大,而利用遥感技术可以获得不同空间和时间分辨率下大面积地表信息,提取目标过程可排除人为因素干扰,具有很好的科学性与准确性。大蒜种植面积的遥感提取在国内外鲜有研究,无法满足实际生产需要。本论文基于ENVI遥感影像处理平台,选取高分一号与Landsat-8的影像数据为数据源,针对研究区域大蒜面积的提取方法进行了对比研究。介绍了研究区概况、遥感数据的获取、遥感数据的预处理、监督分类方法以及分类精度的评价标准,对比了不同数据源、不同监督分类方法和不同识别方案的识别精度,得出了遥感提取大蒜面积的最佳方法。研究结果表明:1)Landsat-8的总体分类识别精度高于高分一号,但高分一号对大蒜的识别精度更高。2)单时相影像解译,1月份是提取大蒜面积的最佳时期。多时相NDVI时间序列的大蒜面积解译精度与单时相无太大差异,综合考虑计算量与计算效率,得出单时相数据是大蒜面积解译的优选方法。3)基于单时相影像进行杞县大蒜面积提取,支持向量机法是最佳方法。基于多时相NDVI序列进行大蒜面积提取,支持向量机法与最大似然法是最佳的方法。综合评价,支持向量机法是大蒜面积识别精度最高的分类方法。4)结合三年的实验数据,得出杞县大蒜面积识别的最佳识别方案是,基于1月份高分一号WFV影像、选用支持向量机法作为监督分类器,可以实现较高的大蒜面积识别精度。基于以上解译方案得到2015、2016和2017年的大蒜面积分别为448745亩、570071和723009亩,大蒜面积识别精度分别为93.2%、96.2%和96.6%,识别精度良好。