基于HJ-1 星和GF-1 號(hào)影像融合特征提取冬小麥種植面積

張宏 李衛(wèi)國 張曉東 盧必慧 張琤琤 李偉 馬廷淮

摘要：為提高基于國產(chǎn)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)衛(wèi)星（HJ-1/CCD）影像大范圍提取冬小麥種植面積的精度，以江蘇省宿遷市沭陽縣為研究區(qū)域，對(duì)冬小麥拔節(jié)期30 m×30 m的HJ-1/CCD多光譜影像和2 m×2 m的高分1號(hào)衛(wèi)星全色影像（GF-1/PMS）進(jìn)行融合與面向?qū)ο蠓诸愌芯俊F-1/PMS全色影像進(jìn)行8、16和24 m重采樣，得到4種空間分辨率（含2 m）的全色影像，分別與HJ-1/CCD多光譜影像利用光譜銳化法（Gram-Schmidt，GS）進(jìn)行融合。通過對(duì)融合影像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，選擇適合研究區(qū)冬小麥種植田塊格局的適宜尺度影像。將HJ-1/CCD多光譜影像重采樣，得到與適宜尺度融合影像相同尺度的影像，在兩景影像中分別選取包含光譜、紋理信息的訓(xùn)練融合影像樣本（samples of fused image，SFI）和重采樣影像樣本（samples of resampling image，SRI），采用面向?qū)ο蠓诸惙椒▽?duì)適宜尺度融合影像（fused image，F(xiàn)I）和重采樣影像（resampling image，RI）進(jìn)行冬小麥種植面積提取。結(jié)果表明，16 m×16 m融合影像的效果優(yōu)于2 m×2 m、8 m×8 m和24 m×24 m 融合影像，其均值、標(biāo)準(zhǔn)差、平均梯度和相關(guān)系數(shù)分別為161.15、83.01、4.55和0.97。面向?qū)ο蠓诸惡螅琒FI對(duì)重采樣影像RI16m分類的總體精度為92.22%，Kappa系數(shù)為0.90。SFI對(duì)融合影像FI16m分類的總體精度為94.44%，Kappa系數(shù)為0.93。SRI對(duì)重采樣影像RI16m分類的總體精度為84.44%，Kappa系數(shù)為0.80。SFI對(duì)融合影像FI16m分類效果最好，說明基于融合影像和融合影像提取樣本（SFI）結(jié)合的面向?qū)ο蠓诸惙椒軠?zhǔn)確提取冬小麥種植面積。另外，重采樣影像和融合影像提取樣本（SFI）相結(jié)合的面向?qū)ο蠓诸惙椒ㄒ部奢^好提取冬小麥種植面積。為利用國產(chǎn)中空間分辨率HJ-1/CCD衛(wèi)星和高分1號(hào)衛(wèi)星融合影像有效提取大區(qū)域冬小麥種植面積信息提供了參考。

關(guān)鍵詞：HJ-1/CCD衛(wèi)星影像；GF-1/PMS衛(wèi)星影像；冬小麥種植面積；特征提取；影像融合；面向?qū)ο蠓诸?/p>

doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0703

中圖分類號(hào)：S127 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：10080864（2024）02010911