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基于遙感影像的張掖灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)提取研究

2022-08-28 00:36:58金雙彥吳志勇
中國(guó)農(nóng)村水利水電 2022年8期
關(guān)鍵詞:時(shí)序作物光譜

田 鑫,何 海,金雙彥,吳志勇

(1.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院,南京 210098;2.黃河水文水資源科學(xué)研究院,鄭州 450004)

0 引 言

作物種植結(jié)構(gòu)信息是農(nóng)業(yè)灌溉用水預(yù)測(cè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)量估算、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼定損和區(qū)域水資源分配的重要參考指標(biāo)[1-3]?;趥鹘y(tǒng)調(diào)查方式獲取作物種植結(jié)構(gòu)的方法由于時(shí)效性和范圍性問(wèn)題在實(shí)際應(yīng)用中受到限制[4]?;谶b感影像的作物種植結(jié)構(gòu)提取方法,因其范圍廣、時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn)在實(shí)踐應(yīng)用中越來(lái)越重要[5-8]。在基于遙感影像的作物種植結(jié)構(gòu)提取中,合適的分類(lèi)特征和樣本數(shù)量在提高作物種植結(jié)構(gòu)提取精度方面起著關(guān)鍵的作用。

現(xiàn)階段在遙感影像識(shí)別的分類(lèi)特征研究中,已有研究包括基于光譜特征采用分層決策樹(shù)方法提取作物種植結(jié)構(gòu)[9],或基于時(shí)序NDVI 特征利用閾值法進(jìn)行作物提?。?0],或基于特征指數(shù)采用隨機(jī)森林方法進(jìn)行作物提取[11]等方面,上述分類(lèi)特征與監(jiān)督分類(lèi)方法結(jié)合進(jìn)行作物提取的研究較少,而已有關(guān)于遙感影像提取分類(lèi)方法研究表明,監(jiān)督分類(lèi)方法通常具有更好的精度[7,12]。在樣本數(shù)量的研究中,Wei H 等[13]通過(guò)生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的方法采集數(shù)量合適的訓(xùn)練樣本,但該方法僅適用于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi);樊東東等[14]通過(guò)改善訓(xùn)練樣本質(zhì)量提高了分類(lèi)精度,但缺少對(duì)樣本數(shù)量的討論;Lin Chuang 等[15]和Jingxiong等[16]僅關(guān)注訓(xùn)練樣本空間和時(shí)間準(zhǔn)確性對(duì)分類(lèi)精度的影響。但已有研究較少關(guān)注樣本數(shù)量對(duì)作物提取精度的影響。

監(jiān)督分類(lèi)是以概率統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ),利用采集到的各類(lèi)地物訓(xùn)練樣本,對(duì)判決函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練,然后用訓(xùn)練好的判決函數(shù)去對(duì)其他像元進(jìn)行分類(lèi)[17,18]。在監(jiān)督分類(lèi)方法中,按分類(lèi)器的不同又可細(xì)分為最小距離、最大似然、支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)督分類(lèi)中的分類(lèi)器各有側(cè)重,但支持向量機(jī)方法因提取精度較高和應(yīng)用范圍較廣更受關(guān)注,例如張亞新等[7]和徐存東等[12]的研究中表明監(jiān)督分類(lèi)方法中的支持向量機(jī)提取精度更優(yōu);L Su 等[19]利用支持向量機(jī)方法進(jìn)行草原干旱與半干旱研究。因此,本文主要采用監(jiān)督分類(lèi)中的支持向量機(jī),作為本研究作物種植結(jié)構(gòu)提取的分類(lèi)方法。

甘肅張掖灌區(qū)為中度缺水地區(qū),農(nóng)業(yè)灌溉以引黑河水為主,隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,水資源供需矛盾已成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素[20]。及時(shí)、準(zhǔn)確的作物種植結(jié)構(gòu)信息為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉用水預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),同時(shí)也為當(dāng)?shù)厮Y源精細(xì)化管理提供數(shù)據(jù)支撐。

基于上述分析,為探討不同分類(lèi)特征和樣本數(shù)量對(duì)作物種植結(jié)構(gòu)提取精度的影響,以黑河流域張掖灌區(qū)為研究區(qū),采用監(jiān)督分類(lèi)中的支持向量機(jī)方法,比較分析了光譜特征和時(shí)序NDVI 特征在十組不同樣本數(shù)量條件下作物種植結(jié)構(gòu)提取精度的差異,得到了研究區(qū)最優(yōu)的分類(lèi)特征和參考樣本數(shù)量。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

張掖灌區(qū)位于甘肅省西北部,包括板橋灌區(qū)、上三灌區(qū)和盈科灌區(qū),總面積為1 174 km2。張掖灌區(qū)地處99°51′E~100°30′E、38°57′N(xiāo)~39°42′N(xiāo) 之間,海拔1 370~2 200 m,具有日照時(shí)間長(zhǎng)、積溫高、晝夜溫差大、降雨稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈等特點(diǎn),年降水量110~130 mm,年蒸發(fā)量高達(dá)1 400 mm,屬中度缺水地區(qū)。研究區(qū)是重要的灌溉農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū),種植作物主要有玉米和蔬菜瓜果,其中玉米種植面積占作物總種植面積的80%,研究區(qū)位置見(jiàn)圖1。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

遙感影像主要為2020年全年11 景分辨率為30 m 的Landsat8遙感影像(http://www.gscloud.cn/home)和2020年6月3景分辨率為2 m 的高分一號(hào)遙感影像(http://www.cresda.com/CN/)。研究區(qū)作物種植面積信息,主要來(lái)自實(shí)地勘察、板橋灌區(qū)、盈科灌區(qū)和上三灌區(qū)水利管理所的統(tǒng)計(jì)資料。

Landsat8 遙感影像預(yù)處理包括輻射定標(biāo)、大氣校正和影像裁剪;高分一號(hào)主要用于采集訓(xùn)練樣本和驗(yàn)證樣本,因此只需進(jìn)行正射校正。本研究重點(diǎn)關(guān)注分類(lèi)特征和樣本數(shù)量對(duì)作物種植結(jié)構(gòu)提取精度的影響問(wèn)題,為保證樣本精度,在樣本采集中使用了厘米級(jí)國(guó)產(chǎn)地圖作為輔助。

2 研究方法

2.1 基于光譜特征和時(shí)序NDVI 特征的監(jiān)督分類(lèi)方法

基于光譜特征的遙感分類(lèi),是利用亮度值或像元值的高低差異(反映地物的光譜信息)進(jìn)行地物分類(lèi)提取[17]。本文對(duì)遙感影像所進(jìn)行的預(yù)處理中,輻射定標(biāo)可以將衛(wèi)星傳感器記錄的數(shù)字量化值轉(zhuǎn)化為輻射亮度;大氣校正可以消除大氣分子、氣溶膠散射的影響,得到真實(shí)的地表反射率數(shù)據(jù)。

研究區(qū)主要作物為蔬菜瓜果和玉米,根據(jù)當(dāng)?shù)刈魑镂锖蚱?,兩種作物分別在7月和9月成熟,其中蔬菜瓜果在7月開(kāi)始收獲,利于識(shí)別作物收獲前后的差異。本文選擇8月9日的影像進(jìn)行提取,如圖2(a)中光譜特征曲線所示,各地物在不同波段下具有一定差異;尤其在波段b4 至b7 之間,玉米和蔬菜瓜果之間差異顯著。

遙感分類(lèi)的本質(zhì)是尋找不同地物間的差異[21],根據(jù)地物間差異選擇不同分類(lèi)方法進(jìn)行地物提取,而通過(guò)特征指數(shù)可以凸顯地物間差異。本文選取常用的特征指數(shù):歸一化差異植被指數(shù)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index),該指數(shù)通過(guò)近紅外(植被強(qiáng)烈反射)波段與紅光(植被吸收)波段間的運(yùn)算來(lái)區(qū)別植被,公式如下:

式中:ρnir為近紅外波段反射率;ρred為紅光波段反射率。

NDVI 取值范圍為(-1,1),由于遙感影像中可能存在一些異常區(qū)域,使計(jì)算的NDVI 值產(chǎn)生異常,需要對(duì)計(jì)算后的NDVI值進(jìn)一步修正,小于-1 異常值賦予0,大于1 異常值賦予0.8,修改后的NDVI 特征曲線能夠更加準(zhǔn)確地反映地物真實(shí)情況,公式如下。

有研究指出時(shí)序NDVI 有助于提高作物種植結(jié)構(gòu)的提取精度[22],本文通過(guò)2020年全年11 景Landsat8 影像構(gòu)建時(shí)序NDVI特征指數(shù),玉米和蔬菜瓜果在8月至10月區(qū)分度很高,同時(shí)作物的NDVI 變化符合研究區(qū)作物8月至10月收獲的情況,且其他地物在8月至10月也易于區(qū)分[見(jiàn)圖2中(b)]。

圖2 研究區(qū)不同地物的反射率和NDVI特征曲線Fig.2 Reflectance and NDVI characteristic curves of different ground features in the study area

2.2 基于不同樣本數(shù)量的監(jiān)督分類(lèi)

樣本是遙感地物分類(lèi)的基礎(chǔ)[13],在監(jiān)督分類(lèi)中,只有在對(duì)樣本類(lèi)別屬性有先驗(yàn)知識(shí)的前提下,才可以進(jìn)一步分析不同地物特征并進(jìn)行分類(lèi)。

因此本研究基于2 m 分辨率的高分一號(hào)采集樣本,選擇支持向量機(jī)分類(lèi)方法,比較光譜特征和時(shí)序NDVI 特征在十組不同樣本數(shù)量條件下的提取精度,分析兩種分類(lèi)特征條件下樣本數(shù)量對(duì)作物種植結(jié)構(gòu)提取精度的影響程度。

根據(jù)收集的研究區(qū)下墊面資料,將地物分為六類(lèi):玉米、蔬菜瓜果、水體、建筑、林地和裸地。在樣本采集中,主要側(cè)重于作物信息。本文共采集10 組訓(xùn)練樣本,其中每組樣本均包含3個(gè)灌區(qū)的數(shù)據(jù),總個(gè)數(shù)從72~720 個(gè)不等。此外,本文以第五組條件下采集的檢驗(yàn)樣本為各組的驗(yàn)證樣本,保證每組驗(yàn)證時(shí)的樣本相同。樣本詳情見(jiàn)表1,其總體空間分布見(jiàn)圖3。

圖3 樣本空間分布Fig.3 Spatial distribution of samples

表1 10組訓(xùn)練樣本數(shù)量及檢驗(yàn)樣本數(shù)量 個(gè)Tab.1 Number of training samples in ten groups and verification samples

2.3 精度評(píng)價(jià)指標(biāo)

本研究采用面積驗(yàn)證和混淆矩陣驗(yàn)證兩種方法對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。

面積驗(yàn)證是比較研究區(qū)實(shí)際地物面積與提取地物面積,在本研究中主要關(guān)注玉米和蔬菜瓜果兩種地物。

混淆矩陣是通過(guò)驗(yàn)證樣本像元位置與分類(lèi)圖像中相應(yīng)位置的比較計(jì)算得到的。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為總體分類(lèi)精度(Overall Accuracy)和Kappa系數(shù),計(jì)算公式如下:

式中:POA為總體分類(lèi)精度;xi為n類(lèi)地物中被正確分類(lèi)的像元總和;ai為n類(lèi)地物的真實(shí)樣本像元數(shù);bi為樣本中被歸為n類(lèi)地物的像元數(shù);n為分類(lèi)結(jié)果總類(lèi)別數(shù);N為樣本像元總數(shù)。

總體分類(lèi)精度表征樣本的地物類(lèi)型與分類(lèi)結(jié)果中地物類(lèi)型的相似情況。Kappa 系數(shù)用于衡量分類(lèi)結(jié)果和樣本的一致性,取值范圍為(0,1),大于0.75表示高度的一致性[18]。

3 結(jié)果與分析

3.1 識(shí)別結(jié)果分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集的研究區(qū)下墊面信息,板橋灌區(qū)北部主要為裸土,南部主要為作物種植區(qū)且有河流經(jīng)過(guò);上三灌區(qū)與板橋灌區(qū)相似;盈科灌區(qū)北部為城市群,但蔬菜瓜果主要集中于該灌區(qū)。

基于光譜特征支持向量機(jī)提取的作物種植結(jié)構(gòu)空間分布如圖4所示,其中圖4(a)到圖4(j)為板橋灌區(qū)在10組不同樣本數(shù)量條件下的提取結(jié)果。通過(guò)與收集的下墊面信息比較發(fā)現(xiàn),隨著訓(xùn)練樣本數(shù)量的增加,圖4(a)到圖4(j)識(shí)別的空間分布逐漸穩(wěn)定。相比其他地物,玉米整體空間分布更加準(zhǔn)確;圖4(a)和圖4(b)中識(shí)別建筑空間分布有誤。圖4(k)到圖4(t)為上三灌區(qū)和盈科灌區(qū)的結(jié)果,總體上玉米識(shí)別的空間分布更加準(zhǔn)確,但蔬菜瓜果的識(shí)別變化較大。具體來(lái)看,圖4(m)到圖4(q)蔬菜瓜果識(shí)別的空間分布更為準(zhǔn)確,圖4(k)、圖4(l)和圖4(r)到圖4(t)中有將蔬菜瓜果錯(cuò)誤識(shí)別為其他地物現(xiàn)象。

圖4 基于光譜特征支持向量機(jī)在10組不同樣本數(shù)量下的分類(lèi)結(jié)果Fig.4 Classification results of support vector machine based on spectral features under ten groups of different samples

基于時(shí)序NDVI 特征支持向量機(jī)提取的作物種植結(jié)構(gòu)空間分布如圖5所示,其中圖5(a)到圖5(j)為板橋灌區(qū)的提取結(jié)果,通過(guò)與收集的下墊面信息比較發(fā)現(xiàn),圖5(f)和圖5(g)中玉米識(shí)別的空間分布相比其他組更為準(zhǔn)確,圖5(b)到圖5(e)中林地識(shí)別的空間分布更穩(wěn)定,其中圖5(e)識(shí)別的建筑空間分布比基于光譜特征識(shí)別結(jié)果更為準(zhǔn)確。圖5(k)到圖5(t)為盈科灌區(qū)和上三灌區(qū),玉米整體識(shí)別的空間分布較為準(zhǔn)確;但蔬菜瓜果識(shí)別的空間分布有所變化,從圖5(k)到圖5(q)可以明顯看到蔬菜瓜果識(shí)別從開(kāi)始的零星區(qū)域逐漸擴(kuò)大,在圖5(p)和圖5(q)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí),水體周邊的裸地識(shí)別準(zhǔn)確性要優(yōu)于基于光譜特征的識(shí)別結(jié)果。

圖5 基于時(shí)序NDVI特征支持向量機(jī)在10組不同樣本數(shù)量下的分類(lèi)結(jié)果Fig.5 Classification results of support vector machine based on temporal NDVI features under ten groups of different samples

分析上述兩種分類(lèi)特征的識(shí)別結(jié)果,發(fā)現(xiàn)不同樣本數(shù)量條件下的識(shí)別結(jié)果整體上有一個(gè)清晰的變化趨勢(shì),即隨著樣本數(shù)量的增加,識(shí)別的作物種植結(jié)構(gòu)空間分布準(zhǔn)確性也在逐漸增加直至穩(wěn)定狀態(tài)。但是也能清晰看到不同分類(lèi)特征提取結(jié)果的差異,在基于時(shí)序NDVI 特征的提取中,玉米、蔬菜瓜果和林地識(shí)別的空間準(zhǔn)確性?xún)?yōu)于基于光譜特征的識(shí)別結(jié)果。

3.2 面積驗(yàn)證分析

根據(jù)收集的研究區(qū)下墊面作物種植面積資料,與兩種分類(lèi)特征提取下的作物種植面積進(jìn)行比較。表2為基于光譜特征下的作物面積提取結(jié)果,可以看到玉米的識(shí)別面積整體大于實(shí)測(cè)面積,識(shí)別的誤差有先降低后增大的趨勢(shì),其平均誤差為23.63%,第三組誤差最小,為19.99%;相比玉米,蔬菜瓜果識(shí)別面積誤差較大,誤差并沒(méi)有隨著訓(xùn)練樣本數(shù)量的增加而減小,其平均誤差為74.18%;各組當(dāng)中,第二組至第四組誤差相對(duì)較小,第二組最小,為53.73%。

表2 基于光譜特征支持向量機(jī)作物面積識(shí)別結(jié)果Tab.2 Crop area recognition results based on spectral feature support vector machine

基于時(shí)序NDVI特征下的作物面積提取結(jié)果見(jiàn)表3所示,總體來(lái)看,玉米和蔬菜瓜果的各組相對(duì)誤差并無(wú)顯著區(qū)別;但與基于光譜特征的識(shí)別結(jié)果相似,玉米的識(shí)別精度明顯更高。平均誤差僅為3%,第二組、第三組和第六組表現(xiàn)最佳,其中第三組識(shí)別誤差僅為0.17%。而蔬菜瓜果面積識(shí)別的平均誤差為32.19%,較上一方法更為準(zhǔn)確,其第五組至第七組誤差最小,第六組誤差僅為12.95%。

表3 基于時(shí)序NDVI特征支持向量機(jī)作物面積識(shí)別結(jié)果Tab.3 Crop area recognition results based on temporal NDVI feature support vector machine

為了更直觀的比較兩種分類(lèi)特征下作物提取的面積結(jié)果,圖6 展示了不同組間的折線圖。玉米和蔬菜瓜果提取的面積中,基于時(shí)序NDVI 特征的提取結(jié)果均表現(xiàn)較優(yōu),因此可以認(rèn)為,在作物種植結(jié)構(gòu)提取的面積驗(yàn)證中,基于時(shí)序NDVI 所提取作物結(jié)果優(yōu)于光譜特征提取作物結(jié)果。

圖6 兩種分類(lèi)特征下作物面積識(shí)別結(jié)果Fig.6 Area of the crops extracted through different features

3.3 混淆矩陣驗(yàn)證分析

基于光譜特征條件下不同樣本數(shù)量的混淆矩陣驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)表4,總體分類(lèi)精度與Kappa 系數(shù)變化趨勢(shì)相同,都是先增高后降低,平均總體分類(lèi)精度為78.9%,平均Kappa 系數(shù)為0.73,其中第七組分別達(dá)到最大值80.4%和0.75。

基于時(shí)序NDVI特征下混淆矩陣的結(jié)果見(jiàn)表4,該特征分類(lèi)結(jié)果變化較大,平均總體分類(lèi)精度為84.8%,平均Kappa 系數(shù)為0.81,其中總體分類(lèi)精度從第一組先增加,至第三組達(dá)到最大值87.6%,然后開(kāi)始降低至第七組,第八組和第九組再增大,至第十組又開(kāi)始降低;Kappa系數(shù)則是從第一組開(kāi)始增至第三組,達(dá)到最大值0.84,第四組降低后又再次達(dá)到最大值,然后降低至第七組,第八組和第九組再增大,至第十組降低。

表4 基于光譜特征和時(shí)序NDVI特征的支持向量機(jī)混淆矩陣驗(yàn)證Tab.4 Confusion matrix verification of support vector machine based on spectral features and temporal NDVI features

圖7 展示了兩種分類(lèi)特征下混淆矩陣驗(yàn)證結(jié)果,除第一組外,基于時(shí)序NDVI特征的混淆矩陣評(píng)價(jià)指標(biāo)均高于光譜特征的評(píng)價(jià)指標(biāo),同時(shí),基于時(shí)序NDVI特征的總體精度最高達(dá)87.6%,表示樣本地物類(lèi)型與識(shí)別結(jié)果中地物類(lèi)型相似性高,Kappa 系數(shù)從第二組開(kāi)始均大于0.75,表示識(shí)別結(jié)果與樣本的具有高度的一致性。

圖7 兩種分類(lèi)特征下混淆矩陣比較Fig.7 Comparison of confusion matrices through different features

3.4 兩種特征和樣本數(shù)量對(duì)提取結(jié)果的影響

在對(duì)基于光譜特征和時(shí)序NDVI特征提取結(jié)果的精度評(píng)價(jià)分析中,基于時(shí)序NDVI特征提取結(jié)果整體精度優(yōu)于光譜特征提取結(jié)果。但基于光譜特征的提取方法相對(duì)更加簡(jiǎn)潔、迅速,只需針對(duì)作物光譜特征差異顯著的一景遙感影像即可完成。若對(duì)提取精度要求不高,則該方法也能滿足一些作物提取工作?;跁r(shí)序NDVI特征的提取則要求作物關(guān)鍵物候期影像或全年的遙感影像,但該方法提取的精度要明顯優(yōu)于光譜特征提取精度?;跁r(shí)序NDVI特征相較于光譜特征的總體分類(lèi)精度平均提高5.9%,Kappa系數(shù)平均提高0.08。

在作物種植結(jié)構(gòu)的提取中,對(duì)分類(lèi)規(guī)則的要求更高,不僅要識(shí)別地物是否是耕地,還需要識(shí)別耕地中具體是哪種作物,因此需要更加凸顯作物差異的特征進(jìn)行提取,時(shí)序NDVI特征正是加強(qiáng)了作物間的差異,提取結(jié)果才更優(yōu)。

在對(duì)不同樣本數(shù)量提取結(jié)果的精度評(píng)價(jià)分析中,樣本數(shù)量對(duì)提取精度具有一定影響?;诠庾V特征中樣本數(shù)量在第七組(樣本總數(shù)504個(gè))表現(xiàn)最佳,基于時(shí)序NDVI特征中樣本數(shù)量在第三組(樣本總數(shù)216 個(gè))及第五組(樣本總數(shù)360 個(gè))表現(xiàn)最佳,綜合兩種特征,樣本數(shù)量在第五組(樣本總數(shù)360個(gè))至第七組(樣本總數(shù)504個(gè))表現(xiàn)較佳。

不同樣本數(shù)量的提取結(jié)果,在精度驗(yàn)證中表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)。樣本數(shù)量超過(guò)閾值后不僅不會(huì)提高分類(lèi)器的訓(xùn)練效果,還會(huì)產(chǎn)生一定的干擾。本文是在30 m 分辨率的Landsat8 影像上進(jìn)行識(shí)別的,而Landsat8 的獲取則受到衛(wèi)星傳感器、天氣、輻射等因素影響,雖然本文進(jìn)行一些處理盡量消除這些因素的影響,但是局部依然存在一定干擾[23],這些干擾會(huì)影響到采集樣本的訓(xùn)練,無(wú)法使分類(lèi)器得到更加精準(zhǔn)的分類(lèi)規(guī)則。

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)分類(lèi)特征與樣本數(shù)量對(duì)作物種植結(jié)構(gòu)提取精度的影響分析,基于監(jiān)督分類(lèi)的支持向量機(jī)方法,比較了張掖灌區(qū)光譜特征和時(shí)序NDVI 特征下不同樣本數(shù)量的提取結(jié)果,得到如下結(jié)論:

(1)在十組不同樣本數(shù)量下提取的作物分布圖中,隨著樣本數(shù)量的增加,識(shí)別作物的空間分布準(zhǔn)確性也在逐漸增加直至穩(wěn)定狀態(tài)。

(2)基于時(shí)序NDVI 特征提取的作物種植結(jié)構(gòu)精度優(yōu)于光譜特征提取的精度,時(shí)序NDVI 提取的玉米面積平均誤差為2.82%,平均總體分類(lèi)精度為84.8%,平均Kappa 系數(shù)為0.81,其中面積誤差最小僅為0.17%,總體分類(lèi)精度最高達(dá)到87.6%,此時(shí)Kappa系數(shù)也達(dá)到最高0.84。

(3)結(jié)合兩種精度驗(yàn)證結(jié)果及研究區(qū)面積信息,可以得出研究區(qū)每10 km2的樣本數(shù)量為3~4 個(gè)時(shí),樣本能夠保持最佳的訓(xùn)練效果,即S = 0.3A~0.4A,其中S 為樣本總數(shù),A 為研究區(qū)面積,單位為km2。

監(jiān)督分類(lèi)因其更加高效而受學(xué)者青睞,而監(jiān)督分類(lèi)中的支持向量機(jī)方法因提取精度較高和應(yīng)用范圍較廣更受關(guān)注,本文對(duì)影響支持向量機(jī)提取精度的因素分析,可為監(jiān)督分類(lèi)提取精度的進(jìn)一步優(yōu)化提供參考。

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