利用ASAR数据进行水稻识别和监测

作     者：张萍萍 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李秉柏;申双和

授予年度：2006年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 082804[工学-农业电气化与自动化] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 09[农学] 0810[工学-信息与通信工程] 0828[工学-农业工程] 081105[工学-导航、制导与控制] 0903[农学-农业资源与环境] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：ASAR影像 水稻识别 后向散射特征 阈值 水稻长势监测 雷达遥感影像 

摘      要：水稻是中国主要的粮食作物，它的长势监测、面积提取和产量估算对于我国农业和经济的发展具有重要意义。由于我国大部分的水稻生长在雨水较多的地区，通常传统的统计方法和常规遥感技术很难得到精确的水稻种植面积和产量，而应用雷达遥感影像资料进行水稻面积监测可以不受云、雨、雾的影响，可全天候操作，得到稳定可靠的数据，这些特点使其成为能用于进行农作物分类、监测和估产的重要技术手段。本文利用2004-2005获取的位于水稻生长期的多时相、多极化雷达卫星ENVISAT-ASAR图像数据，在江苏省选取试验区，对于ASAR数据在水稻识别和监测方面的应用潜力进行了研究，论文所得主要结果如下：\n 1、ASAR图像滤波方法的研究。初步研究了ASAR数据的预处理技术，特别着重于对雷达图像的斑点噪声的处理，实现了多时相滤波算法，并与通常的滤波算法进行了比较，证明了该滤波算法在雷达影像滤波上的优势。\n 2、水稻极化散射特征分析。研究了不同极化方式下、具有不同生长期的水稻的后向散射特征，分析了水稻后向散射极化比与水稻地面参数之间的相关性，并比较了试验区各种地物的后向散射系数，提出了利用阈值进行水稻分类的思想。\n 3、水稻分类方法的研究。在对试验区各种地物后向散射特征研究的基础上，利用阈值法和监督分类法对ASAR窄幅(APP)影像进行了稻田分类，包括单时相分类、多时相分类以及区分移栽早晚和收割早晚的水稻；其次，分析了获取的ASAR宽幅(WSM)影像上稻田的后向散射特征，利用阈值进行了大范围的稻田分类；再次，利用阈值分类法对2004年至2005年的水稻面积变化进行了动态监测。\n 4、分类精度验证。利用差分全球定位系统(DGPS)测量结果对分类结果进行了精度检验。通过比较分析，确定了利用阈值法分类时的最佳阈值，并且认为阈值法比监督分类法具有更好的分类精度。