一种复种指数提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种复种指数提取方法及装置，所述方法包括：S1，根据目标区域中农作物耕种的起始时间，获取从所述起始时间开始预设时长内所述目标区域的归一化植被指数时间序列曲线；S2，使用二阶差分方法，获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰，若各所述波峰为单干扰峰，则对所述单干扰峰进行条件平滑；S3，再次使用所述二阶差分方法获取条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值，并统计条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值总数，将所述峰值总数作为所述目标区域的复种指数。本发明专利技术提高了复种指数提取的精度。

A method and device for the extraction of multiple cropping index

The invention provides a method and device for extracting the compound index. The method includes: S1, according to the starting time of the crop cultivation in the target area, the normalized vegetation index time sequence curve of the target area described in the preset time length from the beginning time is obtained; S2, the two order difference method is used to obtain the described one. If the wave peak is a single interference peak, the peak of the single interference peak is smooth, and S3 is used again to obtain the peak value of the normalized vegetation index time series curve after the condition is smoothed by the two order difference method. The total number of peaks in the exponential time series curve is used as the multiple index of the target area. The invention improves the precision of the extraction of the compound index.

【技术实现步骤摘要】
一种复种指数提取方法及装置
本专利技术属于农业生产评价领域，更具体地，涉及一种复种指数提取方法及装置。
技术介绍
复种指数(MCI，MultipleCroppingIndex)是农业生产评价和耕地利用状况评价中常用的一个量化指标，是指一定时期内(一般为1年)在同一块耕地上种植农作物的平均次数，数值上等于耕地上全年内农作物总的播种面积与耕种面积之比。所述复种指数反映耕地利用程度，用百分数表示。计算公式为复种指数＝全年播种(或移栽)作物的总面积÷耕地总面积×100％。所述复种指数可以用于比较不同年份、不同地区和不同生成单位之间耕地的利用情况。目前，耕地的复种指数提取大多通过土地调查和农业统计获取。虽然通过调查和统计方法获取复种指数简单易行，但受统计口径与人为因素的干扰大，难以满足大范围、高时效性获取复种指数的需求。因此基于遥感技术的耕地复种指数提取方法成为研究的热点问题。基于遥感技术的耕地复种指数提取方法大多以归一化植被指数时序数据为基础，首先通过各种滤波去噪的方法获得平滑的年内归一化植被指数变化曲线。然后根据峰值法及其相关方法进行不同熟制判别。由于数据噪声、不同地区管理措施与短期气候变化的影响，导致峰值数与熟制之间并非一一对应的关系，从而导致复种指数的提取误差大，不准确。
技术实现思路
为克服上述复种指数提取误差大，不准确的问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种复种指数提取方法及装置。根据本专利技术的第一方面，提供一种复种指数提取方法，包括：S1，根据目标区域中农作物耕种的起始时间，获取从所述起始时间开始预设时长内所述目标区域的归一化植被指数时间序列曲线；S2，使用二阶差分方法，获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰，若各所述波峰为单干扰峰，则对所述单干扰峰进行条件平滑；S3，再次使用所述二阶差分方法获取条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值，并统计条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值总数，将所述峰值总数作为所述目标区域的复种指数。具体地，所述步骤S1之前还包括：根据目标区域的坐标，获取所述坐标所属的预设坐标范围和所述预设坐标范围对应的农作物耕种的起始时间和农作物的生长周期；其中，所述预设坐标范围与所述起始时间预先关联存储，所述预设坐标范围与所述生长周期预先关联存储。具体地，所述步骤S1之前还包括：获取目标区域至少两年的归一化植被指数时间序列曲线；其中，所述归一化植被指数时间序列曲线以小于或等于半个月为一个波段；使用SG滤波算法对所述归一化植被指数时间序列曲线进行平滑处理；其中，所述SG滤波算法的半波宽小于或等于所述归一化植被指数时间序列曲线中波段总数的二分之一；相应地，所述步骤S1具体包括：根据目标区域中农作物耕种的起始时间，从平滑处理后的所述归一化植被指数时间序列曲线中选择从所述起始时间开始预设时长内的归一化植被指数时间序列曲线。具体地，所述步骤S2中使用二阶差分方法获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰的计算公式为：di1＝NDVIi-NDVIi-1；若di1>0，di2＝1；若di1<0，di2＝-1；di3＝di2-di-12；其中，NDVIi为任一所述归一化植被指数时间序列曲线中第i时刻的归一化植被指数，NDVIi-1为第i时刻前一时刻的归一化植被指数，di1为第i时刻的一阶差分，di2为第i时刻的中间属性，di-12为第i时刻前一时刻的中间属性，di3为第i时刻的二阶差分；若di3＝-2，则获知第i时刻的归一化植被指数为波峰；若di3＝2，则获知第i时刻的归一化植被指数为波谷。具体地，所述步骤S2中判断各所述波峰是否为单干扰峰的步骤具体包括：对于所述归一化植被指数时间序列曲线中的每个波峰，若该波峰不满足第一预设条件或第二预设条件，则该波峰为单干扰波峰；其中，所述第一预设条件为该波峰的后一个波谷与该波峰的前一个波谷之间的间隔时长大于所述生长周期；所述第二预设条件为该波峰对应的前独立长势与该波峰对应的归一化植被指数年际变化之间的比值大于或等于第一预设阈值，且该波峰对应的后独立长势与该波峰对应的归一化植被指数年际变化之间的比值大于或等于所述第一预设阈值；该波峰对应的前独立长势为该波峰与该波峰的前一个波谷之间的差值；该波峰对应的后独立长势为该波峰与该波峰的后一个波谷之间的差值；该波峰对应的归一化植被指数年际变化为该波峰所在的年份中最大归一化植被指数与最小归一化植被指数之间的差值。具体地，所述步骤S2中对所述单干扰峰进行条件平滑的步骤具体包括：将所述单干扰峰前一个波谷和所述单干扰峰后一个波谷之间的曲线更改为连接所述单干扰峰前一个波谷和所述单干扰峰后一个波谷的直线。具体地，所述步骤S2还包括：若该波峰为单干扰峰，则继续判断该波峰与该波峰的后一个波峰是否构成双干扰峰，对所述双干扰峰进行两次条件平滑，将所述双干扰峰合并为一个波峰。具体地，判断该波峰与该波峰的后一个波峰是否构成双干扰峰的步骤具体包括：若该波峰对应的前独立长势与该波峰对应的归一化植被指数年际变化之间的比值小于所述第一预设阈值，且该波峰的后一个波峰对应的后独立长势与该波峰的后一个波峰对应的归一化植被指数年际变化之间的比值小于所述第一预设阈值，且该波峰对应的后独立长势与该波峰对应的归一化植被指数年际变化之间的比值大于或等于第二预设阈值，且该波峰的后一个波峰对应的前独立长势与该波峰的后一个波峰对应的归一化植被指数年际变化之间的比值大于或等于所述第二预设阈值，则获知该波峰与该波峰的后一个波峰构成双干扰峰。具体地，对所述双干扰峰进行两次条件平滑，将所述双干扰峰合并为一个波峰的步骤具体包括：将所述双干扰峰的前一个波谷与所述双干扰峰之间的波谷进行条件平滑；将所述双干扰峰的后一个波谷与所述双干扰峰之间的波谷进行条件平滑。根据本专利技术的第二方面，提供一种复种指数提取装置，包括：获取单元，用于根据目标区域中农作物耕种的起始时间，获取从所述起始时间开始预设时长内所述目标区域的归一化植被指数时间序列曲线；优化单元，用于使用二阶差分方法，获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰，若各所述波峰为单干扰峰，则对所述单干扰峰进行条件平滑；提取单元，用于再次使用所述二阶差分方法获取条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值，并统计条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值总数，将所述峰值总数作为所述目标区域的复种指数。本专利技术提供一种复种指数提取方法及装置，该方法通过根据目标区域中农作物耕种的起始时间获取从所述起始时间开始预设时长内所述目标区域的归一化植被指数时间序列曲线，使用二阶差分方法获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰，判断各波峰是否为单干扰波峰，对单干扰波峰进行条件平滑，将平滑后的归一化植被指数时间序列曲线中提取的波峰总数作物所述目标区域的复种指数，从而提高复种指数提取的精确度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的复种指数提取方法整体流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的复种指数提取装置整体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的复种指数提取设备整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复种指数提取方法，其特征在于，包括：S1，根据目标区域中农作物耕种的起始时间，获取从所述起始时间开始预设时长内所述目标区域的归一化植被指数时间序列曲线；S2，使用二阶差分方法，获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰，若各所述波峰为单干扰峰，则对所述单干扰峰进行条件平滑；S3，再次使用所述二阶差分方法获取条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值，并统计条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值总数，将所述峰值总数作为所述目标区域的复种指数。

【技术特征摘要】
1.一种复种指数提取方法，其特征在于，包括：S1，根据目标区域中农作物耕种的起始时间，获取从所述起始时间开始预设时长内所述目标区域的归一化植被指数时间序列曲线；S2，使用二阶差分方法，获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰，若各所述波峰为单干扰峰，则对所述单干扰峰进行条件平滑；S3，再次使用所述二阶差分方法获取条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值，并统计条件平滑后的所述归一化植被指数时间序列曲线中的峰值总数，将所述峰值总数作为所述目标区域的复种指数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：根据目标区域的坐标，获取所述坐标所属的预设坐标范围和所述预设坐标范围对应的农作物耕种的起始时间和农作物的生长周期；其中，所述预设坐标范围与所述起始时间预先关联存储，所述预设坐标范围与所述生长周期预先关联存储。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：获取目标区域至少两年的归一化植被指数时间序列曲线；其中，所述归一化植被指数时间序列曲线以小于或等于半个月为一个波段；使用SG滤波算法对所述归一化植被指数时间序列曲线进行平滑处理；其中，所述SG滤波算法的半波宽小于或等于所述归一化植被指数时间序列曲线中波段总数的二分之一；相应地，所述步骤S1具体包括：根据目标区域中农作物耕种的起始时间，从平滑处理后的所述归一化植被指数时间序列曲线中选择从所述起始时间开始预设时长内的归一化植被指数时间序列曲线。4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中使用二阶差分方法获取所述归一化植被指数时间序列曲线中的波峰的计算公式为：di1＝NDVIi-NDVIi-1；若di1>0，di2＝1；若di1<0，di2＝-1；di3＝di2-di-12；其中，NDVIi为任一所述归一化植被指数时间序列曲线中第i时刻的归一化植被指数，NDVIi-1为第i时刻前一时刻的归一化植被指数，di1为第i时刻的一阶差分，di2为第i时刻的中间属性，di-12为第i时刻前一时刻的中间属性，di3为第i时刻的二阶差分；若di3＝-2，则获知第i时刻的归一化植被指数为波峰；若di3＝2，则获知第i时刻的归一化植被指数为波谷。5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中判断各所述波峰是否为单干扰峰的步骤具体包括：对于所述归一化植被指数时间序列曲线中的每个波峰，若该波峰不满足第一预设条件或第二预设条件，则该波峰为单干扰波峰；其中，所述第一预设条件为该波峰的后一个波谷与该波峰的前一个波谷之间的间隔时长大...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊宇，赵祥，高涛，杜晓铮，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11