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基于卫星遥感技术的农作物分类

来源:航天世景  日期:2022-04-13

2022年《中央一号》文件中明确了底线任务:保障国家粮食安全,确保粮食播种面积稳定、产量保持在1.3万亿斤以上。那么,如何精准发力确保农业稳产增产进而保障国家粮食安全呢?

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我国地域辽阔,作物类型多样、种植结构复杂,及时准确地掌握不同地区农作物分类信息是国家农业主管部门进行宏观决策、指导农业生产所必需的。农作物分类信息是调整农业结构、提升种植管理水平的重要基础信息,可为我国农作物科学研究、国际农产品贸易以及国家粮食安全战略等方面提供准确可靠的信息支撑。

卫星遥感技术具有覆盖范围广、光谱信息丰富等特点,可全面获取农作物分类信息、揭示影响作物生长的环境及气候因素,并为农作物多样性的增加、农业生产模式的分析、耕作方式的调整、农业灌溉系统的优化等提供数据依据和技术支撑。

吉林公主岭 | 高景一号 | 2020年10月15日拍摄

吉林位于东北黑土地核心区,盛产玉米、水稻、大豆等多种农产品,是全国商品粮大省,人均粮食商品率、粮食调出量稳居全国第一,是名副其实的中国粮食安全“压舱石”。我们以吉林省敦化市部分地区农作物分类为例,借助遥感卫星技术指导当地农业生产并为农业政策的制定提供科学依据,切实巩固吉林“国之粮仓”的地位。

纹理特征示意图

不同农作物之间存在差异,它们在卫星遥感影像上呈现的颜色、色调、分布等信息也不同,我们可以充分利用其光谱特征、空间特征、纹理特征等识别出农作物的类别。

水稻、玉米、大豆分类结果局部示意图

农作物具有季相节律性和物候变化规律性的特点,在不同时相的卫星遥感影像上呈现的色彩也不尽相同。如图影像所示,此时的玉米大多为深绿偏黑,大豆显示为亮绿偏黄,水稻为浅绿色且分布呈片状。通过遥感卫星影像的光谱信息、纹理信息、几何信息等,可精细识别玉米、大豆、水稻等作物。结合地面实际调查点、耕地矢量范围等辅助信息对结果进行验证,分类精度完全满足农业生产需求。

水稻、玉米、大豆分类结果局部示意图

通过卫星遥感技术获取的农作物分类信息,可以为进一步分析掌握农作物的空间分布提供依据,这对于加强农作物的生产管理、调控粮食市场、确保可持续发展具有重要意义。

除此之外,卫星遥感技术还能为农作物产量估算、粮食供应分析与预测预警提供数据支撑,对有效推进国家粮食安全产业带建设、社会经济发展及粮食安全具有十分重要的意义。