[发明专利]作物种植面积预警方法和系统

说明书

本发明公开了一种作物种植面积预警方法和系统，属于农业监测技术领域。所述方法包括获取监测区当前年份和历史n年的遥感数据；识别各像元对应的耕地为种植耕地或未种植耕地；统计监测区内多个预定分区内的当前年份和历史n年的种植耕地像元数量和未种植耕地像元数量；计算多个预定分区内的当前年份、历史n年的各年耕地种植比例、历史n年耕地种植比例的平均值、最大值和最小值；计算多个预定分区的预警指标参数；根据所述预警指标参数标识监测区的对应预定分区。本发明能够在作物生长早期对作物种植面积作出预警，从而为应对可能出现的粮食安全问题提供早期预警信息支持。

技术领域

本发明涉及农业监测技术领域，特别涉及一种基于遥感图像的作物种植面积预警方法和系统。

背景技术

粮食安全问题是当今世界面临的重要问题，对于一些人口密度高、耕地资源有限的国家，同时面临着国内需求量持续增加、国外市场价格不稳定的双重因素挑战，使得粮食安全问题更为突出。粮食生产、消费和贸易已经成为关系国计民生的重大问题，直接关系到各国的经济发展和社会稳定。为此，及时预测粮食产量，对提前做好粮食进出口政策制定、国内粮食调度安排具有重大意义。

粮食产量的预测同时受到作物种植面积和单位面积产量两个因素影响。对于单位面积产量，通过多年的研究发现，虽然随着育种技术的不断进度，粮食单产呈逐年增加趋势，但单产增加趋势逐渐趋缓，对于依赖雨养农业的部分国家更为显著(CropWatch，2014)。因而，相对于单位面积产量，作物种植面积的变化能够更加直接的影响到粮食产量，尽早掌握作物种植面积状况对于各国应对粮食安全问题的进出口规划意义重大。

传统的基于遥感数据的作物种植面积估算方法多数依赖农作物精细分类，但该方法具有明显缺陷。例如，一些分类方法仅适用于对小范围或者耕地地块较大的区域作物分类(Zhang等，2012)，而缺少全生长季的数据使得作物类型的精细识别问题更加难以解决(Kastens等，2005；Gallego等，2008；Becker-ReshefInbal等，2010)。高精度的作物精细分类结果所需要的多时相、高分辨率遥感数据费用昂贵，导致这种方法不适于大范围的植被精细制图(等，2011)。

另外，利用遥感技术与抽样技术相结合的方式开展作物种植面积估算在近年得到了广泛应用，多个农情监测系统采用这种方式开展作物种植面积估算(许文波和田亦陈，2004；李强子，2008；Gallego，1995；杨邦杰等，2006；Wu and Li，2012；Wu等，2014)。但是在开展大范围作物种植面积估算时，仍需要开展大量的地面采样工作，同时需要作物生长高峰期的影像方可实现面积监测。

综上所述，前述各种方法都存在一个严重的监测时间问题：前述各种方法均需要在作物生长中后期才能实现较为准确的面积监测，不能在作物生长的早期进行准确、有效的面积监测。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种基于遥感图像的作物种植面积预警方法和系统，用以解决现有技术不能在作物生长的早期监测作物种植面积，无法对可能出现的粮食安全问题及早做出预警。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种作物种植面积预警方法，其中，包括以下步骤：

获取监测区当前年份和历史n年的遥感数据，其中，n3；

根据监测区当前年份和历史n年的遥感数据，识别各像元对应的耕地为种植耕地或未种植耕地；

统计监测区内多个预定分区内的当前年份和历史n年的种植耕地像元数量和未种植耕地像元数量；

根据公式(1)计算多个预定分区内的当前年份、历史n年的各年耕地种植比例；

CALF＝N_cropped/(N_cropped+N_uncropped) (1)