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研究综述述之二:
研究目的与研究内容之二:
研究目的与研究内容之三:
数据介之三:
数据介绍及平滑及平滑预处理理之四:
基于交叉之四:
基于交叉拟合度合度检验法的法的中国中国农作物复种指数提取作物复种指数提取之五:
之五:
结论与探与探讨.2.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿研究综述:
研究综述:
遥感技遥感技术在在农作物作物监测中的中的应用用农作物的分类农作物的长势监测农作物估产农作物的种植面积监测基于遥感数据基于遥感数据监测农作物复种指数的研究作物复种指数的研究进展展国内研究进展国外研究进展存在的主要存在的主要问题复种指数的定义与理解遥感估算方法基本空白.3.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿研究目的与研究内容:
研究目的与研究内容:
研究目的:
依托遥感技术在农作物监测中广泛应用的研究成果,利用多时相卫星遥感数据对中国农作物的复种指数进行估算,从而客观的了解、评价我国农作物的生产情况以及生长潜力等。
研究内容:
在重新理解和界定复种指数的基础上,对SPOT/VGT多时相NDVI数据进行去噪平滑处理,并依托前人的研究成果提取出中国农作物区,根据中国耕作制度区划挑选出具有代表性的NDVI变化曲线,初步建立熟制标准曲线库,利用交叉拟和度检验法对逐个像元进行判断,提取其复种指数,并对结果进行了验证分析。
.4.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿对复种指数的理解和重新界定对复种指数的理解和重新界定复种,作复种,作为中国多熟种植中最主要的一种形式,可中国多熟种植中最主要的一种形式,可以反映耕地以反映耕地实际的利用的利用强度以及可利用潜力,大多度以及可利用潜力,大多数数农业生生产模型及气候模型中复种指数或复种潜力模型及气候模型中复种指数或复种潜力指的都是复种指的都是复种这种耕作方式。
种耕作方式。
计算算纯粹的复种指数粹的复种指数要比要比计算算综合或合或统计指指标更更简单可行,并具有同等可行,并具有同等重要的意重要的意义。
因此,。
因此,这里重新界定复种指数里重新界定复种指数为一年一年内同一内同一块地上地上连续种植种植农作物的次数,即复种的次作物的次数,即复种的次数,不考数,不考虑其他其他间套等耕作形式。
并根据刘巽浩等套等耕作形式。
并根据刘巽浩等的建的建议以及数据以及数据处理工作中的理工作中的经验,限定,限定农作物的作物的独立生独立生长期至少在两个月以上。
期至少在两个月以上。
.5.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿数据介绍:
数据介绍:
VegetationVegetation计划及划及VGTVGT传感器感器Vegetation计划的提出及应用方面VGT传感器的设计特点SPOT/VGTSPOT/VGT与与NOAA/AVHRRNOAA/AVHRR数据比数据比较技术比较光谱波段比较数据质量比较其他SPOT/VGT-S10-NDVISPOT/VGT-S10-NDVI数据数据产品品NDV波段SM波段.6.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿数据平滑预处理:
数据平滑预处理:
NDVINDVI数据去噪数据去噪处理的三种方法理的三种方法阈值去除法如:
最佳坡度系数截取法BISE(Viovy,1992)基于滤波的平滑方法如:
傅立叶滤波变换法(Olsson,1994)曲线拟合的方法如:
非对称高斯函数拟合方法(Jonsson,2002)综合评价以上方法的优缺点,我们提出了一种新的基于Savitzky-Golay滤波的平滑方法来去除NDVI时序数据中存在的噪音。
.7.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿方法原理:
方法原理:
基本假基本假设NDVI的时序变化对应于植被的生长与衰落NDVI与植被缓慢变化过程不一致的突降作为噪音Savitzky-GolaySavitzky-Golay滤波公式波公式通过Savitzky-Golay滤波模拟整个NDVI时序数据的长期变化趋势,将NDVI值分做两类:
“真”点和“假”点,再通过局部循环Savitzky-Golay滤波的方法使“假”点逐步被滤波值取代,以更接近于NDVI时序数列的上包络线值。
.8.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿SPOT/VGTNDVI时序数列相应的云状态图根据云状态线性内插后的NDVI数列基于Savitzky-Golay平滑滤波的NDVI长期变化趋势模拟NDVI的初定义:
“真”点与“假”点新的NDVI时序数列产生Savitzky-Golay滤波拟和新的NDVI数列计算拟和影响系数迭代退出条件新的平滑NDVI时序数列是否SSaavviittzzkkyy-GGoollaayy滤滤波波平平滑滑方方法法流流程程图图:
.9.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec(b)(c)(d)JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecJanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec(d)(c)JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec(a)Savitzky-GolaySavitzky-Golay滤波平滑过程示意图:
滤波平滑过程示意图:
.10.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿选取试验点:
选取试验点:
.11.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿参数确定:
长期变化趋势的最优长期变化趋势的最优滤波参数判定滤波参数判定(7,2)拟合循环中的最优滤拟合循环中的最优滤波参数判定波参数判定(3,4)dm2233443370.0%70.0%70.0%70.0%70.0%70.0%4480.0%80.0%80.0%80.0%73.3%73.3%5583.3%83.3%83.3%83.3%76.6%76.6%6690.0%90.0%86.6%86.6%80.0%80.0%7793.3%90.0%90.0%80.0%80.0%8890.0%90.0%93.3%83.3%83.3%9986.6%86.6%86.6%86.6%86.6%86.6%101086.6%86.6%86.6%86.6%90.0%90.0%111183.3%83.3%83.3%83.3%93.3%121283.3%83.3%83.3%83.3%93.3%131380.0%80.0%80.0%80.0%86.6%86.6%141476.6%76.6%76.6%76.6%86.6%86.6%151570.070.070.070.083.3%83.3%dm22334455662219.519.519.519.53350.350.350.350.314.414.414.44480.280.280.280.234.134.134.134.111.511.55595.795.795.795.758.258.258.258.227.227.266109.3109.3109.3109.376.076.076.076.042.842.877129.4129.4129.4129.486.086.086.086.060.960.988167.8167.8167.8167.887.087.087.087.077.077.0.12.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿123456781234567812345678threshold=0.2threshold=0.4threshold=0.6m=3,d=2m=3,d=4JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecm=8,d=4JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec本方法与本方法与BISEBISE方法的比较结果:
方法的比较结果:
.13.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿本方法的评价:
优点点充分利用云状态数据对参数的敏感性较低理论简单并且易于实现运行速度较快不受数据时间尺度空间尺度及传感器限制缺点缺点对在植被生长季高峰可能被云影响点无法判断对NDVI正常低值可能被提高JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecJanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecNo.12siteNo.11site.14.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿复种指数提取的可行性:
多多时相相NDVINDVI数据的去噪平滑保数据的去噪平滑保证了植被生了植被生长变化特征;
化特征;
中国多熟种植的中国多熟种植的历史悠久,在史悠久,在农作物的作物的选择和和种植方式上形成一定模式;
种植方式上形成一定模式;
相同熟制下不同相同熟制下不同农作物作物组合的生合的生长曲曲线具有相具有相似性;
似性;
多多时相相NDVINDVI数据与高光数据与高光谱数据的相似性,并且数据的相似性,并且具有具有连续性和更明性和更明显的曲的曲线变化特征。
化特征。
.15.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿交叉拟合度检验法:
基本原理基本原理交叉拟合度检验法:
交叉相关检验法:
光谱角度匹配法:
.16.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿交叉拟合度检验法:
敏感度检验敏感度检验结果表明交叉拟合度检验法对曲线间的差异及波动更为明显,适用于农作物的熟制判断甚至是类型判断。
交叉交叉拟和度和度检验交叉相关交叉相关检验光光谱角度法(交叉)角度法(交叉)最佳最佳拟和度和度对应位置位置最大相关系数最大相关系数对应位置位置最小角度最小角度对应位置位置检验点点11-2.43495-2.43495-2-20.883990.88399-2-21.57081.570855检验点点220.906870.90687-1-10.966440.96644-1-11.570791.5707955检验点点330.89410.8941000.972070.97207001.57081.570855检验点点440.707710.70771-2-20.926850.92685-1-11.57081.570855.17.北京师范大学资源科学研究所北京师范大学资源科学研究所20002000级硕士论文答辩稿级硕士论文答辩稿应用流程:
否平滑后的中国农作物NDVI时序数列不同种植制度的典型点选取典型点的比较与选定精度检验标准曲线的非对称高斯函数拟和中国农作物种
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