一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法及系统，属于农业遥感技术领域，包括：获取地下缺水区重力卫星数据，结合地下水位数据空间插值计算，得到地下水重点缺水区分布图；获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，得到作物优势度图；综合所述地下水重点缺水区分布图和所述作物优势度图，得到作物种植调整指导结果。本发明专利技术利用多源遥感数据，针对地下水缺水区，综合地下水等水位线、地下水快速下降和作物种植优势度遥感监测，辅助作物种植决策，能提高作物种植优势度遥感监测和决策的效率，为减少和控制农业用水减缓地下水位下降趋势提供强有力的技术支撑。供强有力的技术支撑。供强有力的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业遥感
，尤其涉及一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法及系统。

技术介绍

[0002]长期以来，人们普遍采用人工灌溉来开发土地资源，而现有的耕地面积有限，特别是在干旱或半干旱区，大面积的人工垦殖加之粗放的农田漫灌，消耗大量地下水资源且引发了区域内大面积的水盐运移、重组和累积，造成这些地区宜耕高产的农牧土地面积呈锐减的态势。因此，必须对缺水区耕地实施有效的监控，以指导合理的作物种植结构调整。
[0003]目前的作物种植结构调整主要依靠人工统计上报数据，一方面没有具体田块的空间位置信息，另一方面缺少与地下水缺水变化的空间耦合叠加分析。人工统计上报数据具有明显的效率低和准确率不高的问题。
[0004]针对上述缺陷，需要提出一种新的缺水区作物种植指导方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法及系统，用以解决现有技术中针对缺水区的作物种植结构调整指导主要依赖于人工，导致效率和准确性均不高的缺陷。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法，包括：
[0007]获取地下缺水区重力卫星数据，结合地下水位数据空间插值计算，得到地下水重点缺水区分布图；
[0008]获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，得到作物优势度图；
[0009]综合所述地下水重点缺水区分布图和所述作物优势度图，得到作物种植调整指导结果。
[0010]根据本专利技术提供的一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法，所述获取地下缺水区重力卫星数据，包括：
[0011]通过谷歌地图引擎GEE调用重力卫星数据集；
[0012]提取所述重力卫星数据集中的总地下水储量数据，筛选所述总地下水储量数据中预设时间段内地下水平均值的相对变化数据；
[0013]通过插值将所述相对变化数据转换至预设尺度范围，得到所述地下缺水区重力卫星数据；
[0014]获取地下水观测记录数据；
[0015]采用克里金插值法对所述地下水观测记录数据进行空间插值，得到地下水位分布时间序列；
[0016]通过三维可视化和阈值法，将所述地下缺水区重力卫星数据和所述地下水位分布
时间序列进行叠加，分析得到所述地下水重点缺水区分布图。
[0017]根据本专利技术提供的一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法，所述获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，包括：
[0018]通过GEE获取周年内第一时间段和第二时间段的不同作物种植区哨兵二号影像数据；
[0019]对所述不同作物种植区哨兵二号影像数据进行影像拼接、影像裁剪以及预设波段融合计算，并采用哨兵二号预设波段进行影像去云，得到初始地下缺水区遥感影像数据；
[0020]对所述初始地下缺水区遥感影像数据进行融合校正，并基于预设耕地范围对所述初始地下缺水区遥感影像数据进行掩模处理，得到所述地下缺水区遥感影像数据；
[0021]筛选所述地下缺水区遥感影像数据中哨兵二号的第三波段数据、第四波段数据、第八波段数据和第十一波段数据，以及归一化植被指数、增强植被指数、归一化水指数、叶绿素指数、土壤耕作指数和归一化耕作指数，得到地下缺水区遥感影像数据植被指数集合；
[0022]基于周年内第一时间段和第二时间段中的月度时序组合，将所述地下缺水区遥感影像数据植被指数集合划分为大区域作物种植遥感数据集合；
[0023]采用随机森林分类法将所述大区域作物种植遥感数据集合进行分类，得到大区域作物种植分类结果。
[0024]根据本专利技术提供的一种缺水区作物种植指导方法，所述获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，得到作物优势度图，包括：
[0025]对所述大区域作物种植分类结果进行裁剪分割，输出不同作物种植面积；
[0026]分别计算所述不同作物种植面积和耕地总面积的比值，得到不同作物种植面积占比；
[0027]根据所述不同作物种植面积占比，绘制输出所述作物优势度图。
[0028]第二方面，本专利技术还提供一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的系统，包括：
[0029]第一处理模块，用于获取地下缺水区重力卫星数据，结合地下水位数据空间插值计算，得到地下水重点缺水区分布图；
[0030]第二处理模块，用于获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，得到作物优势度图；
[0031]调整模块，用于综合所述地下水重点缺水区分布图和所述作物优势度图，得到作物种植调整指导结果。
[0032]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法。
[0033]第四方面，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法。
[0034]第五方面，本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法。
[0035]本专利技术提供的缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法及系统，通过利用多源遥感数据，针对地下水缺水区，综合地下水等水位线、地下水快速下降和作物种植优势度遥感监测，辅助作物种植决策，能提高大区域作物种植优势度遥感监测和决策的效率，为减少和控制农业用水减缓地下水位下降趋势提供强有力的技术支撑。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本专利技术提供的缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法的流程示意图之一；
[0038]图2是本专利技术提供的缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法的流程示意图之二；
[0039]图3是本专利技术提供的缺水区作物种植结构监测和调整决策的系统的结构示意图；
[0040]图4是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法，其特征在于，包括：获取地下缺水区重力卫星数据，结合地下水位数据空间插值计算，得到地下水重点缺水区分布图；获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，得到作物优势度图；综合所述地下水重点缺水区分布图和所述作物优势度图，得到作物种植调整指导结果。2.根据权利要求1所述的缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法，其特征在于，所述获取地下缺水区重力卫星数据，结合地下水位数据空间插值计算，得到地下水重点缺水区分布图，包括：通过谷歌地图引擎GEE调用重力卫星数据集；提取所述重力卫星数据集中的总地下水储量数据，筛选所述总地下水储量数据中预设时间段内地下水平均值的相对变化数据；通过插值将所述相对变化数据转换至预设尺度范围，得到所述地下缺水区重力卫星数据；获取地下水观测记录数据；采用克里金插值法对所述地下水观测记录数据进行空间插值，得到地下水位分布时间序列；通过三维可视化和阈值法，将所述地下缺水区重力卫星数据和所述地下水位分布时间序列进行叠加，分析得到所述地下水重点缺水区分布图。3.根据权利要求1所述的缺水区作物种植结构监测和调整决策的方法，其特征在于，所述获取地下缺水区遥感影像数据，对所述地下缺水区遥感影像数据进行植被指数选择计算以及按照大区域作物种植遥感分类，包括：通过GEE获取周年内第一时间段和第二时间段的不同作物种植区哨兵二号影像数据；对所述不同作物种植区哨兵二号影像数据进行影像拼接、影像裁剪以及预设波段融合计算，并采用哨兵二号预设波段进行影像去云，得到初始地下缺水区遥感影像数据；对所述初始地下缺水区遥感影像数据进行融合校正，并基于预设耕地范围对所述初始地下缺水区遥感影像数据进行掩模处理，得到所述地下缺水区遥感影像数据；筛选所述地下缺水区遥感影像数据中哨兵二号的第三波段...

【专利技术属性】
技术研发人员：李存军，刘玉，卢闯，郑翔宇，孟浩然，李淑华，潘瑜春，任艳敏，
申请(专利权)人：北京市农林科学院信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：