一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法及系统，基于多源数据获取待改造的耕地对象，提取待改造耕地对象影像特征，建立农田宜机化改造适宜性评价体系，基于机器学习的方法确定评价体系中各个指标的客观权重，对耕地进行宜机化改造适宜性评价。充分利用高分辨率遥感影像丰富多元的地物信息优势，基于随机森林分类与地理软件的信息处理实现对耕地宜机化改造适宜性的客观评价，可以克服传统土地适宜性评价方法在评价体系构建时不够全面，指标权重确定不客观等方面的缺陷，为农田宜机化改造工程前期方案规划环节节省工作量，提升农田宜机化改造工作效率。提升农田宜机化改造工作效率。提升农田宜机化改造工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及农业
，具体涉及一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法及系统。

技术介绍

[0002]我国农业机械化进程存在两个问题：一是现有土地产能难以满足人口需求，需要增加耕地面积，但是目前已经没有额外的优良农田来生产粮食，中国的丘陵山地占全国国土面积的2/3，耕地面积和农作物播种面积均占全国土地面积的1/3，这就需要将目标定位在丘陵山区的土地上，通过一些手段将其改变成为良田；二是现有农机与土地互不兼容，农机朝着大型化的方向发展，并没有考虑到丘陵山区这种特定地形的应用，平原地区农业机械化快速发展的同时，丘陵山地农业机械化水平却远远落后。显然，丘陵山地农业机械化水平的落后会严重制约全国农业农村现代化的整体推进，成为中国农机化发展的短板。以农田宜机化改造来为农业机械作业创造条件能够促进丘陵山地农业机械化发展。然而在进行宜机化改造之前，需要先对拟改造区域进行判别，由于不同空间位置的土地其各项条件都不尽相同，所以其改造适宜性也不同，这就需要在改造之前先对目标区域进行农田宜机化改造的适宜性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法，其特征在于，所述方法包括：获取原始待改造耕地空间范围矢量数据、高分辨率遥感影像数据，并进行数据预处理，对高分辨率遥感影像进行约束分割，构建待改造耕地对象集；建立农田宜机化改造适宜性指标评价体系，并建立样本数据集，基于样本数据集训练随机森林分类模型并进行验证测试，通过随机森林分类模型得到评价农田宜机化改造适宜性的各评价指标的权重；根据所述评价体系以及各指标的权重，获取待改造耕地对象的改造适宜性综合评价结果，并根据预先构建的改造适宜性评价等级标准，对所述评价结果进行改造适宜性等级划分。2.根据权利要求1所述的一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法，其特征在于，所述数据预处理，具体包括：对高分辨率遥感影像进行几何校正，以及以待改造耕地矢量数据投影空间为基准进行投影转换。3.根据权利要求1所述的一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法，其特征在于，所述构建待改造耕地对象集，具体包括：利用待改造耕地的矢量数据剔除耕地以外的土地利用类型，进一步约束分割高分遥感影像，为后续待改造耕地对象特征提取提供合理的范围，并且使得最终分割提取的影像数据与已有待改造耕地矢量范围保持一致；针对影像特点，对高分辨率遥感影像进行多尺度分割，不断调试相应参数，得到最优分割尺度，生成待改造耕地影像对象；进一步利用待改造耕地的矢量数据判断约束分割结果中的对象是否为待带改造耕地对象，将所有待改造耕地对象构成待改造耕地对象集。4.根据权利要求1所述的一种面向宜机化改造的耕地适宜性评价方法，其特征在于，所述农田宜机化改造适宜性指标评价体系，具体包括：从耕地自然地理条件、农机作业便利性、田间基础设施完善度和农田生态环境限制四个方面选取影响农田宜机化改造的因素构建评价指标；在耕地自然地理条件方面，选取田块坡度、田块高程作为评价指标，田块的高程数据由待改造耕地的数字高程数据直接获得，田块的坡度利用地理软件ArcGIS10.6坡度分析工具对待改造耕地的数字高程数据计算获得；在农机作业便利性方面，选取田块形状指数、田块密度、田块集聚度、机耕道通达度和距离农机服务站的距离作为评价指标，其中田块形状指数计算公式为：SI为田块的形状指数，E为田块的周长，A为田块的面积；田块密度的计算公式为：FD为斑块密度，NP为田块数量，A为评价区域的耕地总面积；田块集聚度的计算公式为：
BA为田块集聚度，Pi为耕地图斑的周长；机耕道通达度利用ArcGIS10.6的缓冲区分析工具计算获得，距离农机服务站的距离利用地理软件ArcGIS10.6的欧氏距离工具获得；在田间基础设施完善度方面，选取灌溉排水保证率和农田防护工程完善度为评价指标，灌溉排水保证率指的是能够直接灌溉的耕地面积占评价单元总耕地面积的比值，将土地利用数据中的沟渠提取出来，利用ArcGIS10.6中的缓冲区分析以及叠加分析工具可以将灌溉排水保证率计算出来；农田防护工程完善度指的是农田防护林能够防护的耕地面积占总耕地面积的比值，将土地利用数据中的农田防护林提取出来，利用ArcGIS10.6中的缓冲区分析以及叠加分析工具将农田防护工程完善度计算出来；在农田生态环境方面，选取土壤有机质含量、土壤pH、植被覆盖率为评价指标，土壤有机质含量和土壤pH根据实地土壤取样测土获得，植被覆盖度以植被归一化指数NDVI表示，植被归一化指数由高精度遥感影像解译获得，计算公式为：NDVI＝((NIR
‑
R)/(NIR+R))，NIR为红外波段的像素值，R为红...

【专利技术属性】
技术研发人员：马雯秋，杨恒，刘童心，王飞，姜广辉，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：