一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，包括步驟：(1)收集小麥面積監(jiān)測區(qū)域的背景數據庫；(2)根據統(tǒng)計學分層抽樣原理，設計小麥面積變化監(jiān)測的抽樣統(tǒng)計方法；(3)根據小麥面積監(jiān)測整體抽樣設計布設地面調查樣方：(4)通過解譯結果測算同一地面樣方不同數據源提供的不同時期影像的小麥面積。本發(fā)明以傳統(tǒng)的小麥面積地面樣方調查方法為基礎，充分利用現有的地理信息公共服務平臺，結合遙感信息技術，達到小麥面積變化監(jiān)測的目的。
【專利說明】一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，屬于衛(wèi)星遙感農業(yè)的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]地理信息共同服務平臺具有促進測繪成果廣泛應用、推進地理信息資源共建共享、轉變地理信息服務方式等現實意義，在政府管理決策、產業(yè)發(fā)展、人民生活等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。山東省地理信息公共服務平臺——“天地圖山東”集成了山東省最新的基礎地理信息資源和交通、旅游、農業(yè)等部門的專題數據資源，是山東省可靠權威、豐富實用的空間信息數據庫。“天地圖山東”運行于互聯網、移動通信網等公共網絡，以門戶網站和服務接口兩種形式向公眾、專業(yè)部門、政府部門提供24小時不間斷地理信息服務。谷歌地球是一款美國谷歌公司開發(fā)的虛擬地球軟件。谷歌地球影像數據主要來源于DigitalGlobe、EarthSat> BlueSky等以衛(wèi)星、航拍、GIS/GPS、地理數據等相關業(yè)務為主的公司，能夠提供可達到5年前軍用級水平的三維地圖和匹配真實地球物理信息的高精度畫面，并且Google公司一直積極地對其全球影像數據庫進行更新。
[0003]小麥是我國主要農作物之一，其歷年種植面積分別占總耕地面積的22%~30%、糧食作物總面積的22 %~27 %，主要分布在河南、河北、山東、山西、陜西、江蘇、四川、安徽等省份。小麥播種面積是計算其總產量的關鍵因子之一。及時了解小麥面積，進行小麥的產量估測，對于加強小麥病蟲害的防治和生產管理及有關糧食決策的制定有重要意義。
[0004]傳統(tǒng)的小麥面積獲取采用地面樣方調查結合統(tǒng)計的方法實現，這種方法受人為因素影響較大，且耗時費力，難以滿足相關管理、決策部門對其現勢性信息的需求。遙感技術具有宏觀、動態(tài)、快速、準確等優(yōu)勢，決定了遙感技術能被快速應用于農業(yè)領域，近年來應用衛(wèi)星遙感信息監(jiān)測農作物面積、估產已從理論研究走向應用階段。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現有技術的不足，本發(fā)明公開一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，該方法利用現有的地理信息公共服務平臺，結合遙感信息技術監(jiān)測小麥面積。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，
[0008](I)收集小麥面積監(jiān)測區(qū)域的背景數據庫，所述背景數據庫包括地形數據、農業(yè)區(qū)劃數據、歷史遙感數據、作物物候數據和區(qū)域交通數據；
[0009](2)根據統(tǒng)計學分層抽樣原理，設計小麥面積變化監(jiān)測的抽樣統(tǒng)計方法:在監(jiān)測區(qū)的背景數據庫的支持下，以往年小麥總面積為總體，以農業(yè)區(qū)劃為分層抽樣單元，再以地面調查樣方框架為二次抽樣單元進行二次抽樣，所述地面調查樣方框架是指在地面布設固定大小的樣方單元；例如所述地面調查樣方框架為400mX400m樣方單元；
[0010](3)根據小麥面積監(jiān)測整體抽樣設計布設地面調查樣方:[0011]以步驟(2)中的抽樣單元進行外業(yè)調查，所述外業(yè)調查是指野外實地調查各地物所對應的遙感影像特征，包括顏色和紋理，確定小麥及其它地物的影像特征；利用現有的地理信息公共服務平臺進行小麥面積解譯，該處是利用ArcGIS軟件對地理信息公共服務平臺上的影像進行解譯，最后量算小麥監(jiān)測面積并進行精度評定，所述精度評定是將遙感圖像解譯分類結果與地面真值、先前的試驗輿圖、航空相片進行對比評價的過程；
[0012](4)通過步驟(3)解譯結果測算同一地面樣方不同數據源提供的不同時期影像的小麥面積。
[0013]根據本發(fā)明優(yōu)選的，所述的遙感影像源自谷歌地球或“天地圖山東”地理信息公共服務平臺。通過野外實地調查，結合遙感解譯專家背景知識庫，建立小麥影像解譯標志，為以后小麥種植面積的解譯提供基礎工作。從兩種地理信息服務平臺上獲取影像數據，利用兩種不同的影像數據對小麥種植面積分別進行目視解譯，結合地面實際調查獲得道路、林地、溝渠等地物分布，最后利用GIS軟件對數據進行綜合分析，分別求得兩種數據源的小麥分類變化結果。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0015]本發(fā)明以傳統(tǒng)的小麥面積地面樣方調查方法為基礎，充分利用現有的地理信息公共服務平臺，結合遙感信息技術，達到小麥面積變化監(jiān)測的目的。
[0016]本發(fā)明所述的一種基于地理信息公共服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，優(yōu)點在于可以充分利用公共服務平臺信息，成本低；利用不同數據源的遙感影像進行對比分析，比較直觀，簡單易操作，更有利于政府部門生產管理。提出了一種改進的小麥面積動態(tài)變化監(jiān)測方法，有效提高了小麥面積動態(tài)變化監(jiān)測的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明所述方法的流程框圖；
[0018]圖2是實施例1中谷歌地球影像；
[0019]圖3是實施例1中天地圖山東影像；
[0020]圖4是實施例1中谷歌地球影像分類結果；
[0021]圖5是實施例1中天地圖山東影像分類結果。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例進一步對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
[0023]實施例1、
[0024]一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，
[0025](I)收集小麥面積監(jiān)測區(qū)域的背景數據庫，所述背景數據庫包括地形數據、農業(yè)區(qū)劃數據、歷史遙感數據、作物物候數據和區(qū)域交通數據；
[0026](2)根據統(tǒng)計學分層抽樣原理，設計小麥面積變化監(jiān)測的抽樣統(tǒng)計方法:在監(jiān)測區(qū)的背景數據庫的支持下，以往年小麥總面積為總體，以農業(yè)區(qū)劃為分層抽樣單元，再以地面調查樣方框架為二次抽樣單元進行二次抽樣，所述地面調查樣方框架是指在地面布設固定大小的樣方單元；所述地面調查樣方框架為400mX400m樣方單元；
[0027](3)根據小麥面積監(jiān)測整體抽樣設計布設地面調查樣方:[0028]以步驟(2)中的抽樣單元進行外業(yè)調查，所述外業(yè)調查是指野外實地調查各地物所對應的遙感影像特征，包括顏色和紋理，確定小麥及其它地物的影像特征；利用現有的地理信息公共服務平臺進行小麥面積解譯，該處是利用ArcGIS軟件對地理信息公共服務平臺上的影像進行解譯，最后量算小麥監(jiān)測面積并進行精度評定，所述精度評定是將遙感圖像解譯分類結果與地面真值、先前的試驗輿圖、航空相片進行對比評價的過程；
[0029](4)通過步驟(3)解譯結果測算同一地面樣方不同數據源提供的不同時期影像的小麥面積。
[0030]所述的遙感影像源自谷歌地球或“天地圖山東”地理信息公共服務平臺。
[0031]利用本發(fā)明所述的方法以山東省墾利縣勝坨鎮(zhèn)小麥樣方為例，對其小麥種植面積變化進行監(jiān)測。
[0032]如圖1-5所示。
[0033]小麥面積變化監(jiān)測地面樣方的選取應遠離村莊、工礦用地、水域等非耕地區(qū)域。選取一個地面樣方進行試驗驗證，編號為DM01，DMOl位于山東省墾利縣勝坨鎮(zhèn)，樣方大小約為400m X 400m，地勢平坦。
[0034]谷歌地球地理信息影像服務系統(tǒng)提供的樣方DMOl地區(qū)的影像拍攝時間為2010年11月，此時的小麥已經出苗，即將進入越冬期，可以作為2011年小麥面積影像判讀依據；山東地理信息公共服務平臺提供的樣方DMOl地區(qū)的影像拍攝時間為2012年4月，此時小麥進入抽穗期，地物影像特征較明顯可以作為2012年小麥面積影像判讀依據。
[0035]圖2、3分別是兩個地理信息影像服務系統(tǒng)提供的DMOl的兩個相鄰年份的快視圖，所述的快視圖是指快速可視的圖像表達。
[0036]從地物地貌的影像特征出發(fā)，遵循影像特征、影像解譯圖以及地面實況相一致的解譯原則，對影像進行解譯分類，兩幅影像的解譯分類的結果如圖4、5所示。
[0037]對比兩個分類結果，可以看出2012年樣方DMOl的小麥種植面積比上一年小麥種植面積減小，減小變化區(qū)域為圖4中白色顯示區(qū)域，變化原因是原來的小麥種植區(qū)域改種其他作物。通過圖上編繪量算，2012年樣方DMOl小麥種植面積比2011年減小5762平方米，樣方總面積為169022平方米，樣方小麥種植面積變化率為-3.41%。農業(yè)部小麥種植面積遙感監(jiān)測工作提供的成果資料顯示，2011-2012年樣方DMOl小麥面積的變化率為-3.44%,與本次試驗結果差別不大。
【權利要求】
1.一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，包括步驟如下: (1)收集小麥面積監(jiān)測區(qū)域的背景數據庫，所述背景數據庫包括地形數據、農業(yè)區(qū)劃數據、歷史遙感數據、作物物候數據和區(qū)域交通數據； (2)根據統(tǒng)計學分層抽樣原理，設計小麥面積變化監(jiān)測的抽樣統(tǒng)計方法:在監(jiān)測區(qū)的背景數據庫的支持下，以往年小麥總面積為總體，以農業(yè)區(qū)劃為分層抽樣單元，再以地面調查樣方框架為二次抽樣單元進行二次抽樣，所述地面調查樣方框架是指在地面布設固定大小的樣方單元； (3)根據小麥面積監(jiān)測整體抽樣設計布設地面調查樣方: 以步驟(2)中的抽樣單元進行外業(yè)調查，所述外業(yè)調查是指野外實地調查各地物所對應的遙感影像特征，包括顏色和紋理，確定小麥及其它地物的影像特征；利用現有的地理信息公共服務平臺進行小麥面積解譯，該處是利用ArcGIS軟件對地理信息公共服務平臺上的影像進行解譯，最后量算小麥監(jiān)測面積并進行精度評定，所述精度評定是將遙感圖像解譯分類結果與地面真值、先前的試驗輿圖、航空相片進行對比評價的過程； (4)通過步驟(3)解譯結果測算同一地面樣方不同數據源提供的不同時期影像的小麥面積。
2.根據權利要求1所述的一種基于地理信息服務平臺的小麥種植面積變化監(jiān)測方法，其特征在于，所述的遙感影像源自谷歌地球或“天地圖山東”地理信息公共服務平臺。
【文檔編號】G06Q50/02GK104036425SQ201410168118
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權日:2014年4月24日
【發(fā)明者】王猛, 姚慧敏, 隋學艷, 朱振林, 王勇 申請人:山東省農業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究所