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中国的人口占世界人口22%,其耕地却只占世界耕地7%,粮食问题成为关系国计民生的头等大事。及时获取全国、地区的农作物生长信息,进行科学的产量和供需平衡预测,满足国家粮食宏观调控和各级政府粮食管理的需求显得非常紧迫。样条采样框架和GVG(GIS Video GPS,以下简称GVG)农情采样系统相互配合进行农作物种植信息调查,为解决我国特有的自然环境和种植制度给农作物遥感识别带来的困难提供了新思路。GVG是一种把GIS、Video、GPS集成在一起的3S系统。它采用线状采样法,即样区采用长而窄的线状样区,以线状样区代替现有面积采样方法中的采样段中的小样方,来反映采样段的农作物种植成数。
本研究是在国家863项目—粮食预警遥感辅助决策系统(2003AA131051)子课题华北GVG农情采样和世行ET项目土地利用与作物分类体系子课题共同资助下,就GVG农情采样系统中存在的与农作物面积信息提取精度相关的问题,即样线宽度及不同尺度范围GVG采样成数统计等进行了研究。本研究:(一)采用高空间分辨率的资源卫星CBERS CCD数据的目视解译成果以及典型样区的GVG实地调查数据,对GVG样线宽度确定及小区域内GVG的精度进行了研究;(二)利用ASTER和TM数据,通过计算机自动分类法及目视解译得到的作物种植面积信息,再与相应的GVG实地采样数据统计结果对比来研究区域GVG的精度,并就区域范围GVG采样精度的影响因素及解决途径进行了探讨。
本研究得到以下主要结论:
(一)GVG实际采样结果与GVG缓冲区内的农作物成数比较,春季小麦的精度在98%以上,秋季玉米的精度都在98%以上,棉花的精度在90%左右。GVG样线宽度为200m的农作物成数结果与试验区的作物成数最为接近,其精度在99%以上。因此GVG样线宽度应为200m。在GVG样片后期处理中运用这一结论,使得GVG统计结果较以前有了提高。
(二)5km样方范围GVG精度较高,其结果完全可以代表样方的作物成数;区域内GVG采样成数统计结果与卫星图像得到的农作物成数结果之间略有不同。宁晋试区的GVG采样统计结果与覆盖此区的ASTER图像分类结果比较吻合,精度较高,玉米和棉花精度分别为98.24%和91.91%;成安试区的GVG统计结果与此区的TM分类结果略为不同,冬小麦和棉花精度分别为93.07%和83.97%。
(三)通过对两试区的景观结构分析,得到两地作物种植结构基本相同,GVG采样成数精度差异不是两地的作物结构造成的。并通过比较两地GVG样线的空间分布、GVG采样量等因素,在较大区域内通过布置合理的GVG样线和加大采样量可以更加提高GVG采样成数的精度。
(四)基于样条采样框架的GVG(GIS Video GPS)农情采样系统提取农作物面积信息与传统的单纯基于遥感卫星影像的提取农作物面积信息比较,在保证较高精度的前提下,具有快速、高效的优势。