[发明专利]一种基于Sentinel-2遥感影像塑料大棚快速提取方法

说明书

本发明涉及一种基于Sentinel‑2遥感影像塑料大棚快速提取方法，属于遥感地学应用技术领域。主要步骤包括：1）Sentinel‑2遥感影像大气纠正，获取地表真实反射率；2）采用影像海岸气溶胶（coastal aerosol）波段、红（red）波段、近红外（NIR）波段、短波红外2（SWIR2）波段,计算改进大棚指数（Advanced Plastic Greenhouse Index,APGI）；3）预设阈值Threshold对APGI指数影像进行二值化分割获得塑料大棚专题图。本发明提供的方法可以快速有效提取全球典型大棚种植区域的不同类型大棚，而且对季节变化有着较强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种基于Sentinel-2遥感影像的塑料大棚快速提取方法，属于遥感地学应用技术领域。

背景技术

在过去几十年，塑料大棚的应用推动了传统农业的快速发展。塑料大棚使用塑料薄膜给农作物提供适宜的生长环境，可大量提升农作物的产量和质量。截止2016年，全世界塑料大棚面积突破30000平方千米，主要分布在东亚、欧洲、北非和中东地区。但是，随着塑料大棚的大规模应用和快速扩张，其带来的生态环境问题也日益凸显。塑料大棚的过度集约化使用会不可避免改变当地的土地利用与景观格局。具体来说，大棚的高反射特性和气密性会改变能量平衡和水循环，甚至会导致地表气温的长期降低。废弃塑料和化肥农药也会对造成诸如土壤污染、生物多样性下降和食品安全等问题。塑料大棚的快速、大尺度制图对现代农业的决策规划、揭示大棚的生态环境效应等具备重要意义。因此，研究塑料大棚的快速、大尺度提取方法意义重大。遥感影像为快速、大尺度大棚制图提供了可能。

目前的塑料大棚提取方法主要分为基于分类器和基于指数的方法。其中，基于分类器方法虽然提取精度较高，但是需要选取大量样本来训练分类器，因此不适合大区域应用。而基于指数的方法具有计算速度快、使用方便等优势，适用于大范围的大棚提取。目前的大棚指数主要有PGI[参见Yang,D.,Chen,J.,Zhou,Y.,Chen,Xiang,Chen,Xuehong,Cao,X.,2017.Mapping plastic greenhouse with medium spatial resolution satellitedata:Development of a new spectral index.ISPRS J.Photogramm.Remote Sens.128,47–60.]、PMLI[参见Lu,L.,Di,L.,Ye,Y.,2014.A decision-tree classifier forextracting transparent plastic-mulched Landcover from Landsat-5TM images.IEEEJ.Sel.Top.Appl.Earth Obs.Remote Sens.7,4548–4558.]、V_I[参见Zhao,G.-X.,Li,J.,Li,T.,Yue,Y.-D.,T,W.,2004.Utilizing Landsat TM imagery to map greenhouses inQingzhou,Shandong Province,China.Pedosphere 14,363–369.]三种。目前的大棚指数主要面临三个问题，即大棚类型多样性、大棚背景多样性以及大棚的季节变化等问题。以上问题制约了当前的大棚指数在大区域大棚制图的鲁棒性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有大棚指数面临的大棚类型多样性、大棚背景多样性以及大棚的季节变化等问题，提出一种适应性广、鲁棒性强的大棚指数，达到大尺度塑料大棚快速、准确提取目的。

为了解决以上技术问题，本发明提供的一种

基于Sentinel-2遥感影像的塑料大棚快速提取方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、对Sentinel-2遥感影像进行辐射定标与大气纠正，获取地表真实反射率；

步骤2、将影像分辨率不足10米的波段重采样到10米；