基于GF-1号影像的南方水稻种植信息提取Information Extraction of Southern Rice Planting Based on GF-1 Image
林娜;陈宏;李志鹏;赵健;
摘要(Abstract)：
针对南方复杂地区水稻遥感信息提取研究中机器自动学习分类研究较少、分类精度不高的问题,以福建省三明市建宁县溪口镇为研究区,基于GF-1号卫星影像,采用面向对象的随机森林遥感分类算法对研究区内水稻田信息进行提取。首先通过优化面向对象分割参数和随机森林分类模型参数,提取并调用了影像中的多种特征;再对光谱特征、植被指数特征、纹理特征、几何特征进行特征空间优选;最后通过设置4种特征优选试验进行对比,得到最优分类模型。实验结果显示,基于特征空间优选的面向对象随机森林分类算法的水稻提取精度高达90%,分类总体精度可达87%,Kappa系数为0.85;与其他试验结果相比,漏分和误分现象较少,实现了南方地区水稻信息高精度自动识别。该方法计算特征少、实现简便,对于国产高分卫星影像在南方复杂地区作物自动提取中的应用具有参考性。
关键词(KeyWords)： 随机森林;面向对象;水稻;特征优选;GF-1号
基金项目(Foundation): 福建省农业科学院数字农业研究所公益资助项目(A2018-2)
作者(Author): 林娜;陈宏;李志鹏;赵健;
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参考文献(References)：
- [1]王利民,刘佳,杨福刚,等.GF-1卫星多时相组合近红外数据水稻识别能力[J].农业工程学报,2017,33(23):196-202
- [2]Kim H O,Yeom J M.Sensitivity of Vegetation Indices to Spatial Degradation of Rapid Eye Imagery for Paddy Rice Detection:a Case Study of South Korea[J].GIScience and Remote Sensing,2015,52(1):1-17
- [3]王琳,景元书,杨沈斌.基于多时相遥感数据提取水稻种植面积的研究[J].中国农业资源与区划,2013,34(2):21-26
- [4]邬明权,牛铮,王长耀.利用遥感数据时空融合技术提取水稻种植面积[J].农业工程学报,2010,26(增刊2):48-52
- [5]Mosleh M,Hassan Q,Chowdhury E.Application of Remote Sensors in Mapping Rice Area and Forecasting Its Production:a Review[J].Sensors,2015,15(1):769-791
- [6]余超,李明阳,何隆华.利用决策树分类方法的南京江宁水稻面积变化研究[J].遥感信息,2015,30(2):80-84
- [7]CHEN L.Assessment of a Fully Soft Classification Approach Using Back Propagation Neural Network in Estimating of Rice Growing Area[J].Proceedings of Spie the International Society for Optical Engineering,2011(1):116-117
- [8]陈仲新,任建强,唐华俊,等.农业遥感研究应用进展与展望[J].遥感学报,2016,20(5):748-767
- [9]陈燕丽,莫伟华,莫建飞,等.基于面向对象分类的南方水稻种植面积提取方法[J].遥感技术与应用,2011,26(2):163-168
- [10]Pal M.Random Forest Classifier for Remote Sensing Classification[J].International Journal of Remote Sensing,2005,26(1):217-222
- [11]顾海燕,闫利,李海涛,等.基于随机森林的地理要素面向对象自动解译方法[J].武汉大学学报(信息科学版),2016,41(2):228-234
- [12]孙杰,赖祖龙.利用随机森林的城区机载Li DAR数据特征选择与分类[J].武汉大学学报(信息科学版),2014,39(11):1 310-1 313
- [13]雷小雨,卓莉,叶涛,等.基于时差特征与随机森林的水稻种植面积提取[J].遥感技术与应用,2016,31(6):1 140-1 149
- [14]张雯,刘爱利,齐威,等.基于随机森林的月貌面向对象分类[J].遥感信息,2018,33(1):93-98
- [15]Breiman L.Random Forests[J].Machine Learning,2001,45:5-32
- [16]李佳雨,王华斌,王光辉,等.多源卫星数据的农用地膜信息提取[J].测绘通报,2018(7):78-82
- [17]王慧贤,靳惠佳,王娇龙,等.K均值聚类引导的遥感影像多尺度分割优化方法[J].测绘学报,2015,44(5):526-532
- [18]Wolpert D H,Macready W G.An Efficient Method to Estimate Bagging’s Generalization Error[J].Machine Learning,1999,35(1):41-55
- [19]Breiman L.Bagging Predictors[J].Machine Learning,1996,24(2):123-140