基于多星联合的广西甘蔗种植信息遥感提取与动态更新研究

成果基本信息
关键词：	甘蔗;广西;种植;提取;动态更新;信息
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	201710316	资源采集日期：	2018-03-20

研究情况
单位名称：	广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所	技术水平：
评价证书号：		评价单位：	广西壮族自治区科技厅
评价日期：	2017.03.08	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
1、课题来源与背景：　　“基于多星联合的广西甘蔗种植信息遥感提取与动态更新研究”课题是广西科学研究与技术开发计划课题“重大技术产学研合作研究与成果转化示范”（合同编号：桂科合14125008-1-6）所属课题，由广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所和中国科学院遥感与数字地球研究所共同承担。甘蔗产业是广西传统的优势产业，甘蔗种植面积和蔗糖产量在国内市场占有重要比重。近些年来随着农村劳动力的对外输出以及其它经济林木的发展，甘蔗产业收到一定冲击，种植面积出现局部波动。及时、动态地掌握我区甘蔗实际种植面积和分布状况，切实摸清家底，对我区甘蔗产业的资源优化配置，产业政策调整，以及蔗糖进出口配额的制定具有现实必要性和紧迫性。卫星遥感技术具有宏观性、周期性和一致性特征以及低成本、高效率等优势，利用遥感技术对我区甘蔗面积进行动态监测，及时掌握种植面积变动，对提高市场预判以及相关政策的提前调整具有重要意义。　　2、技术原理及性能指标：　　针对广西甘蔗种植信息遥感监测精度不高、准实时监测能力薄弱等问题，通过综合多源多时相的国产卫星数据自动生成完整覆盖的多期数据产品并自动提取精细地块种植范围，结合甘蔗和其他作物在生长周期、反射光谱、地块纹理等特征上的区别，从多时相数据中提取甘蔗种植地块，实现甘蔗实际种植面积的精确计算。利用年际变化检测动态更新甘蔗种植变化情况，以长时间序列监测新植蔗和宿根蔗种植区域，为甘蔗测产提供基础数据与技术支撑。　　经过对广西崇左市扶绥县、江州区2013-2015年甘蔗种植信息的动态监测，对甘蔗地块识别精度达到91%以上；地块边界精度控制在2个像元以内；平地地块面积计算精度在93%以上，坡地地块面积计算精度达到86%以上。　　3、技术的创造性与先进性：　　（1）多星多源遥感综合的数据合成技术确保数据完整性和准确性　　充分结合多种国产卫星的运行优势相互补充形成相对完整的有效数据，发挥多源数据的不同分辨率特点形成信息丰富的融合数据，自动化流程化地生产实用化的数据产品。　　（2）长时间序列数据结合甘蔗生长特征实现准确识别与提取　　充分发挥高时相分辨率数据在农作物变化监测上的作用，结合高空间分辨率数据进行农耕地块精细识别，利用甘蔗在生长周期、光谱辐射、空间纹理上与其它农作物的区别，同时考虑长时间序列观测优势区分新植蔗与宿根蔗。　　（3）基于自适应微面元地形拟合的丘陵地区甘蔗真实种植面积信息提取　　利用国产测绘卫星的三线阵立体成像数据，设计一种以高精度数字地形模型自动化获取为基础，对二维提取结果依据地形起伏进行自适应微面元分解和地形拟合，从而实现影像提取结果从二维空间向三维坡地真实面积的自动、准确转换计算。　　（4）基于“图谱认知”理论的甘蔗种植面积动态更新技术　　基于“图谱认知”理论，将前期甘蔗地块提取矢量图中的类别知识迁移至当前目标影像上，获得当前目标影像上对应像元的标注，通过遥感的变化检测技术，快速定位变化区域，自动选择样本进行再学习和分类，根据变化图斑的空间位置更新前期的专题图，实现甘蔗种植面积的快速动态更新。　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性：　　该项技术基本原理来源于括空间数据的知识挖掘、地学智能计算、遥感影像的地学分析与应用等由中科院遥感所原创的成果。技术概念和应用设想明确，且通过了可行性论证。通过该项目，各个技术模块得以在典型环境和2013-2016年的数据为载体的模拟中得以通过验证，在崇左市江州区的甘蔗产业规划和扶绥县甘蔗产业调查中通过实际应用，技术成熟度达到成熟应用阶段。项目实施期间申请发明专利3项，获得计算机软件著作权登记2项，发表中文核心论文8篇。　　项目的研究成果不仅能够对广西甘蔗生产情况进行监督核查，完善广西省情信息，为全区政府、企业和社会相关部门提供权威、客观、准确的地理省情信息服务，且为相关政策制定和政府决策，国际大宗糖料贸易当中把握市场话语权提供科学依据。同时，为南方丘陵多云雨地区的其它作物播种面积遥感监测提供具操作性的技术框架体系，也为进一步的甘蔗灾害预警、长势分析以及甘蔗估产研究提供基础数据和技术支撑。

成果名称：	基于多星联合的广西甘蔗种植信息遥感提取与动态更新研究	关键词：	甘蔗;广西;种植;提取;动态更新;信息
成果类别：		一级分类名称：	农业遥感技术
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2014.01 至2016.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所	学科分类2：	210.30
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	S566.1	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	桂科合14125008-1-6
经费实际投入额（万元）：	80.00	评价单位：	广西壮族自治区科技厅
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.03.08	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：	广西壮族自治区农业科学院
推广形式：	无	成果登记号：	201710316
成果简介：	1、课题来源与背景：　　“基于多星联合的广西甘蔗种植信息遥感提取与动态更新研究”课题是广西科学研究与技术开发计划课题“重大技术产学研合作研究与成果转化示范”（合同编号：桂科合14125008-1-6）所属课题，由广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所和中国科学院遥感与数字地球研究所共同承担。甘蔗产业是广西传统的优势产业，甘蔗种植面积和蔗糖产量在国内市场占有重要比重。近些年来随着农村劳动力的对外输出以及其它经济林木的发展，甘蔗产业收到一定冲击，种植面积出现局部波动。及时、动态地掌握我区甘蔗实际种植面积和分布状况，切实摸清家底，对我区甘蔗产业的资源优化配置，产业政策调整，以及蔗糖进出口配额的制定具有现实必要性和紧迫性。卫星遥感技术具有宏观性、周期性和一致性特征以及低成本、高效率等优势，利用遥感技术对我区甘蔗面积进行动态监测，及时掌握种植面积变动，对提高市场预判以及相关政策的提前调整具有重要意义。　　2、技术原理及性能指标：　　针对广西甘蔗种植信息遥感监测精度不高、准实时监测能力薄弱等问题，通过综合多源多时相的国产卫星数据自动生成完整覆盖的多期数据产品并自动提取精细地块种植范围，结合甘蔗和其他作物在生长周期、反射光谱、地块纹理等特征上的区别，从多时相数据中提取甘蔗种植地块，实现甘蔗实际种植面积的精确计算。利用年际变化检测动态更新甘蔗种植变化情况，以长时间序列监测新植蔗和宿根蔗种植区域，为甘蔗测产提供基础数据与技术支撑。　　经过对广西崇左市扶绥县、江州区2013-2015年甘蔗种植信息的动态监测，对甘蔗地块识别精度达到91%以上；地块边界精度控制在2个像元以内；平地地块面积计算精度在93%以上，坡地地块面积计算精度达到86%以上。　　3、技术的创造性与先进性：　　（1）多星多源遥感综合的数据合成技术确保数据完整性和准确性　　充分结合多种国产卫星的运行优势相互补充形成相对完整的有效数据，发挥多源数据的不同分辨率特点形成信息丰富的融合数据，自动化流程化地生产实用化的数据产品。　　（2）长时间序列数据结合甘蔗生长特征实现准确识别与提取　　充分发挥高时相分辨率数据在农作物变化监测上的作用，结合高空间分辨率数据进行农耕地块精细识别，利用甘蔗在生长周期、光谱辐射、空间纹理上与其它农作物的区别，同时考虑长时间序列观测优势区分新植蔗与宿根蔗。　　（3）基于自适应微面元地形拟合的丘陵地区甘蔗真实种植面积信息提取　　利用国产测绘卫星的三线阵立体成像数据，设计一种以高精度数字地形模型自动化获取为基础，对二维提取结果依据地形起伏进行自适应微面元分解和地形拟合，从而实现影像提取结果从二维空间向三维坡地真实面积的自动、准确转换计算。　　（4）基于“图谱认知”理论的甘蔗种植面积动态更新技术　　基于“图谱认知”理论，将前期甘蔗地块提取矢量图中的类别知识迁移至当前目标影像上，获得当前目标影像上对应像元的标注，通过遥感的变化检测技术，快速定位变化区域，自动选择样本进行再学习和分类，根据变化图斑的空间位置更新前期的专题图，实现甘蔗种植面积的快速动态更新。　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性：　　该项技术基本原理来源于括空间数据的知识挖掘、地学智能计算、遥感影像的地学分析与应用等由中科院遥感所原创的成果。技术概念和应用设想明确，且通过了可行性论证。通过该项目，各个技术模块得以在典型环境和2013-2016年的数据为载体的模拟中得以通过验证，在崇左市江州区的甘蔗产业规划和扶绥县甘蔗产业调查中通过实际应用，技术成熟度达到成熟应用阶段。项目实施期间申请发明专利3项，获得计算机软件著作权登记2项，发表中文核心论文8篇。　　项目的研究成果不仅能够对广西甘蔗生产情况进行监督核查，完善广西省情信息，为全区政府、企业和社会相关部门提供权威、客观、准确的地理省情信息服务，且为相关政策制定和政府决策，国际大宗糖料贸易当中把握市场话语权提供科学依据。同时，为南方丘陵多云雨地区的其它作物播种面积遥感监测提供具操作性的技术框架体系，也为进一步的甘蔗灾害预警、长势分析以及甘蔗估产研究提供基础数据和技术支撑。
联系人：	阮晓静	成果登记日期：	2017-03-10
联系人email：	2684450009@qq.com	单位代码：	94500015
邮政编码222：	530007	联系人电话：	0771-3244701
单位传真：	0771-3244701	单位通讯地址：	广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路174号
单位所在省市：		单位电话：	0771-3244797
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2017	知识产权形式：
成果完成人：	覃泽林;黄启厅;曾志康;李宇翔;骆剑承;兰宗宝;谢国雪;胡晓东;夏列钢;莫小香;陆洲;陆光顺;吴田军;于平福;孔令孜;郜丽静;苏秋群;谢福倩;张家玫;张秀龙	资源采集日期：	2018-03-20

基于多星联合的广西甘蔗种植信息遥感提取与动态更新研究

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