[发明专利]一种基于物候分析的棉花遥感监测方法

说明书

本发明属于农业遥感领域，具体涉及一种基于物候分析的棉花遥感监测方法，包括：结合区域棉花光谱特征分析和干扰农作物物候分析，明确棉花识别关键时相；获取关键物候期遥感影像，并进行预处理；对多时相影像进行多尺度分割，分层构建分类器，初步提取棉花信息；对棉花信息初步结果及可能混分的对象进行二次分割，结合棉花光谱特征、纹理特征构建分类器，去除混分，增补漏提的棉花信息；对提取的棉花信息子类进行归并和输出制图。本发明通过棉花与干扰农作物的物候期分析结合基于遥感影像的分层分类方法实现了棉花种植信息的自动提取，充分考虑棉花与其他干扰农物的光谱差异和纹理特征，使棉花种植信息提取结果更准确快速，易于推广应用。

技术领域

本发明属于遥感应用技术领域，具体涉及一种基于物候分析的棉花遥感监测方法。

背景技术

我国是世界上最大的产棉国，棉花是我国制作衣被的主要原料。棉花种植信息快速、准确提取对于掌握国家棉花种植规模、预测棉花产量乃至纺织工业经济发展等具有重要意义。

目前，在农作物遥感监测方面，针对棉花作物种植面积的遥感监测研究较少，且方法精度以及可推广性还存在很大的挑战，特别是我国北方地区，农业种植结构复杂，地块较小，对于棉花种植信息的准确获取具有较大的挑战。随着遥感技术发展，新型卫星传感器不断涌现，在同一地区形成了多时相、多分辨率的遥感影像数据序列，使得多时相遥感影像的应用更加普遍。因此，基于多时相遥感数据序列，结合棉花的生长期特性，开展棉花种植信息的自动化准确提取成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是提供一种自动化准确提取棉花种植信息的基于物候分析的棉花遥感监测方法。

为实现上述目的，本发明提出基于物候分析的棉花遥感监测方法包括以下步骤：

一种基于物候分析的棉花遥感监测方法，包括如下步骤：

步骤一、结合区域主要作物物候分析和棉花光谱特征分析，明确棉花遥感监测的关键时相；

1.1、确定棉花种植期主要的干扰农作物类型及其物候，制作物候表，所述的主要干扰农作物包括冬小麦、玉米、花生、大豆；

1.2、绘制棉花光谱特征曲线；

1.3、结合不同生长阶段的棉花光谱特征曲线分析，并基于遥感影像目视解译，建立棉花生长阶段的遥感影像解译标志；

具体过程如下：

棉花处于播种期和出苗期，遥感影像均呈现裸地信息；棉花处于蕾期，遥感影像呈粉红色，呈现棉花植被初期的地面特征；棉花处于花铃期和吐絮期，遥感影像呈玫红色，呈现棉花茂盛的植被地面特征；棉花处于收获期，遥感影像呈浅红色，呈现棉花枯萎的植被地面特征；

1.4、梯度划分；

将棉花识别关键期分为四个梯度，第一梯度为未播种、播种期和苗期，地表特征为裸地特征；第二梯度为蕾期、花铃期、吐絮期，地表特征为植被特征；第三梯度为成熟收获期，地表特征为植被特征；第四梯度为成熟收获期之后，地表特征为裸地特征；

1.5、在每一梯度范围内采用移动窗口法选取该梯度内棉花识别关键时相；

具体过程如下：

在每一梯度内，以旬为步长在物候表中移动窗口，与棉花地表特征相反的干扰农作物种类个数最大时的时相确定为该梯度内棉花识别关键时相；

1.6、结合遥感数据的可用性，在每个梯度内棉花识别关键时相中确定棉花遥感监测关键时相。

步骤二、在棉花所处的花铃期和吐絮期的时相之间选取一期植被生长旺盛时期的遥感影像；

步骤三、获取关键时相遥感影像，进行预处理；