[发明专利]一种基于多源遥感影像区域作物长势监测的方法

说明书

本发明涉及农作物生长状况监测领域，具体涉及一种基于多源遥感影像区域作物长势监测的方法，包括：S1、长时间序列植被指数计算；S2、作物纯净像元提取；S3、长势监测样本像元选取；S4、长势等级计算。本发明在传统遥感作物长势监测的基础上引入了中高分辨作物分布数据作为本底数据用来提取作物纯净像元，从而有效规避了传统方法中由于MODIS数据空间分辨率低，混合像元问题导致的监测误差，从而提高作物长势监测的精度，引入中高分辨率作物分布数据主要指利用Sent i ne l‑2A数据在GEE上进行的作物识别数据，此种设计技术路线比较成熟，成本更低，因此能够在降低成本的同时提高长势监测的精准度。

技术领域

本发明涉及发植被生长数据领域，具体涉及一种基于多源遥感影像区域作物长势监测的方法。

背景技术

作物长势遥感监测有助于在作物生长过程中动态掌握作物的生长状态，从而预估作物的产量情况，遥感影像可实时记录作物不同阶段的生长状况，获得同一地点时间序列的图像了解不同生育阶段的作物长势。作物长势遥感监测建立在绿色植物光谱理论基础上，同一种作物由于其内部组成及外部形态都会存在一定差别，所以其生长状况也不一样，卫星照片上表现为光谱数据的差异，根据绿色植物对光谱的反射特性，可以反映出作物生长信息，判断作物的生长状况，从而进行长势监测。

传统大范围区域作物长势遥感监测主要是通过计算类似MODIS这种大尺度遥感数据植被指数(通常为NDVI、EVI、EVI2居多)，这种做法忽略了下垫面的地物类型变化、以及混合像元对长势监测的影响，因此本发明提出一种基于多源遥感影像区域作物长势监测的方法。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的第一目的在于提供一种基于多源遥感影像区域作物长势监测的方法，解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于多源遥感影像区域作物长势监测的方法，包括以下步骤：

S1、长时间序列植被指数计算：

(1)在GEE上对250米MODIS地表反射率数据进行波段运算构建增强植被指数Enhanced Vegetation Index-2；

(2)基于多时相EVI2进行S-G(Savitzky-Golay)滤波噪声平滑去除，得到250米分辨率长时间序列EVI2；

S2、作物纯净像元提取(250米分辨率)：

(1)首先利用10米Sentinel-2A影像在GEE平台进行监督分类，提取作物，得到空间分辨率为10米的作物分布数据；

(2)遍历步骤S1.1生成的250m增强植被指数EVI2数据中的每个像元Pixel(理论上有625个10米*10米的像元)，读取Pixel的四至坐标，根据四至坐标确定的范围，根据rasterstats中zonal_stats函数统计计算Pixel像元内10米作物分布的面积占比，若占比大于90％，则标记此作物象元为作物纯净像元，依次类推，计算得到所有纯净象元

S3、长势监测样本像元选取：

根据作物长势监测业务要求，选取对比年份均种植同种作物的纯净像元作为长势监测样本像元；

S4、长势等级计算：

以乡镇为最小行政单元统计区域内监测期样本像元增强植被指数EVI2的均值EVI2_当年及EVI2_历史均值(历史均值代表过去5年同期均值)，计算差值并将差值划分等级指示不同长势状况。

通过采用上述技术方案：在传统遥感作物长势监测的基础上引入了中高分辨作物分布数据作为本底数据用来提取250米分辨率作物纯净像元，从而有效规避了传统方法中由于MODIS数据空间分辨率低，混合像元问题导致的监测误差，从而提高作物长势监测的精度。