农作物面积遥感监测原理与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘佳 著

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• 遥感
• 农作物
• 面积监测
• 农业遥感
• 遥感应用
• 精准农业
• 作物长势
• 遥感原理
• 实践
• GIS

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030510624

版次：1

商品编码：12122939

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：197

字数：267000

正文语种：中文

内容简介

　　《农作物面积遥感监测原理与实践》共10章，主要介绍了农作物面积遥感监测技术方法，简要介绍了农作物面积遥感监测的研究背景及数据源情况，详细描述了基于高分数据的农作物面积遥感监测总体技术路线，并从数据的预处理技术、地面样方获取技术、农作物遥感监测分类技术方法及区域农作物面积识别和提取等方面进行了系统性研究，对各类方法进行了实践检验，同时面向海量遥感数据处理，搭建农作物面积遥感监测硬件平台和软件环境，从而对当前农作物面积遥感监测提取的完整业务化流程进行描述。

目录

目录
第1章 农作物面积遥感研究背景 1
1.1 引言 1
1.2 农业遥感监测的理论基础 2
1.3 农作物面积遥感监测国内外研究现状 5
1.4 农作物面积遥感监测主要技术方法简介 7
1.4.1 目视解译 8
1.4.2 非监督分类 8
1.4.3 监督分类 9
1.4.4 面向对象分类 10
1.4.5 决策树分类 11
1.4.6 混合像元分解 12
1.4.7 空间抽样法 13
1.4.8 单时相及多时相分类法 13
第2章 农作物面积遥感监测数据源 15
2.1 引言 15
2.2 主要遥感数据源介绍 16
2.2.1 MODIS影像 17
2.2.2 Landsat影像 17
2.2.3 RapidEye卫星影像 18
2.2.4 WorldView卫星影像 19
2.2.5 Sentinel哨兵系列卫星影像 20
2.2.6 环境（HJ）系列卫星影像 21
2.2.7 资源（ZY）系列卫星影像 22
2.2.8 高分系列卫星影像 23
2.2.9 Google Earth影像 24
2.2.10 无人机影像 24
2.3 农作物分类辅助数据 25
2.3.1 基础地理信息数据 25
2.3.2 统计年鉴资料 25
2.3.3 地面实测数据 26
第3章 基于高分数据的农作物面积遥感监测总体技术路线 30
第4章 农作物面积遥感监测影像预处理技术研究 33
4.1 引言 33
4.2 基于6S大气辐射传输模型的GF-1影像快速大气校正 34
4.2.1 研究背景 34
4.2.2 6S模型大气校正概述 35
4.2.3 试验数据获取 36
4.2.4 基于6S模型的GF-1卫星影像大气校正 37
4.2.5 结果与分析 41
4.2.6 小结 46
4.3 基于RPC参数区域网平差的GF-1卫星影像几何校正 47
4.3.1 研究背景 47
4.3.2 几何校正概述 48
4.3.3 试验数据获取 49
4.3.4 研究方案 51
4.3.5 结果与分析 53
4.3.6 小结 58
第5章 农作物面积遥感监测地面样方获取技术研究 59
5.1 引言 59
5.2 无人机遥感数据的农作物面积提取 59
5.2.1 研究背景 59
5.2.2 研究区概况 61
5.2.3 研究方案 61
5.2.4 数据获取与应用 62
5.2.5 农作物识别 68
5.2.6 小结 70
5.3 Google Earth影像辅助的农作物面积地面样方调查 71
5.3.1 研究背景 71
5.3.2 研究区概况 72
5.3.3 数据获取与处理 73
5.3.4 研究方案 74
5.3.5 结果与分析 75
5.3.6 小结 77
第6章 农作物遥感监测分类技术方法研究 79
6.1 引言 79
6.2 基于目视解译方法的粮豆轮作项目实施效果遥感监测 79
6.2.1 研究背景 79
6.2.2 研究区概况 80
6.2.3 数据获取与处理 80
6.2.4 研究方案 84
6.2.5 结果与分析 88
6.2.6 小结 91
6.3 基于HJ时序影像的多种农作物种植面积同时提取 92
6.3.1 研究背景 92
6.3.2 研究区概况 93
6.3.3 研究方案 93
6.3.4 结果与分析 97
6.3.5 小结 101
6.4 基于分层决策树的高分时序影像农作物面积提取 102
6.4.1 研究背景 102
6.4.2 研究区概况 102
6.4.3 数据获取与处理 102
6.4.4 研究方案 105
6.4.5 结果与分析 109
6.4.6 小结 110
6.5 短波红外波段对农作物面积提取精度影响的研究 111
6.5.1 研究背景 111
6.5.2 研究区概况 112
6.5.3 数据获取与处理 113
6.5.4 地面样方调查 113
6.5.5 研究方案 114
6.5.6 结果与分析 116
6.5.7 小结 121
6.6 红边波段对农作物面积提取精度影响的研究 122
6.6.1 研究背景 122
6.6.2 研究区概况 123
6.6.3 数据获取与处理 124
6.6.4 研究方案 126
6.6.5 结果与分析 127
6.6.6 小结 132
6.7 基于随机森林分类算法的农作物精细识别及面积提取应用研究 133
6.7.1 研究背景 133
6.7.2 研究区概况 134
6.7.3 数据获取与处理 134
6.7.4 研究方案 135
6.7.5 结果与分析 138
6.7.6 小结 141
第7章 区域农作物面积识别与提取 143
7.1 研究背景 143
7.2 研究区域 144
7.3 数据获取及预处理 145
7.3.1 GF-1卫星影像预处理 145
7.3.2 基于分类单元的NDVI合成 146
7.3.3 训练及区域验证样本的获取 146
7.4 研究方案 150
7.4.1 技术路线 150
7.4.2 中国冬小麦物候特点 150
7.4.3 冬小麦面积指数影像构建 151
7.4.4 最优WWAI提取阈值自适应确定 153
7.4.5 种植面积提取精度验证 153
7.5 结果与分析 153
7.5.1 重点研究区冬小麦识别提取及精度验证 153
7.5.2 区域冬小麦面积提取与精度验证 156
7.6 小结 157
第8章 尺度效应对农作物面积提取的影响研究 159
8.1 研究背景 159
8.2 研究区概况 160
8.3 数据获取与处理 161
8.4 研究方案 162
8.4.1 技术思路 162
8.4.2 地面调查 163
8.4.3 景观破碎度计算 163
8.4.4 精度验证方式 163
8.5 研究过程和结果 163
8.5.1 冬小麦面积识别精度的尺度效应 163
8.5.2 冬小麦识别精度与景观破碎度的关系 165
8.5.3 冬小麦像元可识别程度的尺度效应 166
8.5.4 冬小麦斑块大小的尺度效应 167
8.5.5 冬小麦光谱变化的尺度效应 168
8.6 小结 169
第9章 农作物面积遥感监测硬件平台和软件环境 170
9.1 开发背景 170
9.2 硬件环境建设 170
9.2.1 硬件结构概述 170
9.2.2 并行计算集群 170
9.2.3 存储 174
9.2.4 网络 175
9.3 管理平台开发 175
9.3.1 群管理平台 175
9.3.2 数据库管理平台 175
9.3.3 数据调度平台 178
9.4 运行效率测试 181
9.4.1 并行能力 181
9.4.2 计算效率 182
9.5 小结 182
第10章 展望 183
参考文献 185

遥感技术在自然资源管理中的应用 引言 在全球资源日益紧张、环境问题日益突出的背景下，对地球自然资源的精准监测和有效管理变得尤为重要。遥感技术，作为一种远距离探测地球表面特征的科学手段，以其宏观、动态、实时的优势，在自然资源调查、环境监测、灾害预警等领域展现出巨大的应用潜力。本书将聚焦于遥感技术在非农作物领域的自然资源管理实践，深入探讨其原理、方法以及在不同应用场景下的具体体现。 一、 遥感技术基础及其在非农作物领域的适用性 本书首先会从遥感技术的基本原理讲起，包括电磁波与地物的相互作用，遥感影像的获取方式（如可见光、红外、微波等），以及影像数据的预处理（如几何校正、辐射定标、大气校正等）。在此基础上，将重点阐述这些基础知识如何应用于非农作物类地物的监测。 地物光谱特性分析： 不同的自然地物，如森林、草地、水体、裸土、冰雪等，在电磁波谱的不同波段具有独特的反射和发射特征。我们将详细分析这些地物的典型光谱曲线，解释为何通过遥感影像可以区分和识别它们。例如，植被的叶绿素在可见光近红外波段有明显的反射峰，而水体则具有低反射率和对红外波段的强吸收特性。 影像分类与识别技术： 基于地物光谱特性的差异，遥感影像分类是识别不同地物的核心技术。本书将介绍常用的分类方法，包括监督分类（如最大似然法、支持向量机）、非监督分类（如K-means聚类）以及面向对象分类。我们将重点讨论这些方法在区分森林类型（如针叶林、阔叶林）、草地覆盖度、水体（湖泊、河流、湿地）和裸露地表等非农作物地物时的优缺点和适用性。 时间序列分析在动态监测中的应用： 自然资源具有动态变化的特点，如森林生长、草地季节性变化、水体面积的涨落等。本书将深入探讨时间序列遥感数据分析技术，如何利用多时相影像捕捉地物的变化信息。我们将介绍如何构建地物变化监测模型，例如利用植被指数（如NDVI）的时间序列来识别森林砍伐、火灾后的恢复情况，或评估草地退化与恢复。 二、 遥感技术在典型非农作物资源管理中的应用案例 本书将选取几个具有代表性的非农作物自然资源管理领域，详细阐述遥感技术的具体应用。 1. 森林资源监测与管理： 森林覆盖度与类型调查： 利用高分辨率遥感影像，可以精确绘制森林覆盖边界，区分不同类型的森林，为森林资源清查和可持续经营提供基础数据。 森林健康评估： 通过分析植被指数、热红外波段信息以及特定病虫害的光谱响应，可以监测森林的生长状况、评估病虫害的发生范围和严重程度，为森林病虫害防治提供预警。 森林火灾监测与评估： 遥感技术在森林火灾的早期预警、火场范围的快速测定以及火灾后生态系统恢复评估方面发挥着关键作用。我们将讨论如何利用热红外和微波遥感数据监测火点，以及如何利用可见光和近红外影像评估火灾损失。 2. 湿地与水资源监测： 湿地类型与面积变化监测： 湿地是重要的生态系统，其面积和功能变化对区域水文和生态平衡至关重要。本书将介绍如何利用多光谱和合成孔径雷达（SAR）遥感影像，监测不同类型的湿地（如沼泽、湖泊、河流），并分析其面积和边界的变化趋势。 水体动态监测： 遥感技术可以有效监测湖泊、河流、水库等水体面积的季节性变化、干旱或洪涝情况，以及水质（如叶绿素含量、悬浮物）的初步评估。 冰雪覆盖监测： 在高寒地区，冰雪覆盖对水资源供应和气候变化研究具有重要意义。我们将介绍如何利用光学和微波遥感技术监测积雪范围、厚度和融化过程。 3. 草地资源监测与评价： 草地类型与覆盖度估算： 通过遥感影像分类，可以区分不同类型的草地（如高寒草甸、温带草原），并估算草地的覆盖度，为草场承载能力评估提供依据。 草地生产力与生长状况监测： 利用植被指数的时间序列，可以监测草地的生长季节、生长速率和生物量，评估草地的生产力和健康状况，指导草场管理和畜牧业发展。 草地退化与恢复监测： 遥感技术是监测草地退化（如沙化、盐碱化）和评价退化草地恢复效果的重要手段。 4. 土壤与地貌监测： 土壤类型与理化性质遥感反演： 尽管难度较大，但通过结合多光谱、高光谱数据以及地表温度等信息，可以对土壤的有机质含量、水分状况、质地等进行初步的遥感反演。 地貌特征分析： 遥感影像，特别是地形相关的遥感数据，有助于识别和分析地貌单元，如山体、河谷、冲积扇等，这对于区域规划、地质灾害评估等具有重要意义。 裸露地表监测： 识别和监测裸露地表（如沙漠、戈壁、城市建设用地）的变化，有助于了解土地利用变化和环境演变。 三、 遥感数据处理与分析平台 为了实现上述应用，高效的数据处理与分析平台至关重要。本书将介绍常用的遥感影像处理软件和地理信息系统（GIS）平台，例如ENVI, ERDAS IMAGINE, ArcGIS, QGIS等。同时，也会探讨基于云计算和大数据技术的遥感数据处理方法，以应对海量遥感数据带来的挑战。 四、 挑战与未来发展方向 最后，本书将探讨遥感技术在非农作物资源管理中面临的挑战，例如数据的精度、时效性、云雨遮挡等问题，以及如何通过多源数据融合、人工智能（AI）算法等技术来克服这些挑战。同时，也将展望遥感技术在未来自然资源监测和管理中的发展趋势，如高光谱成像、无人机遥感、实时监测等。 结论 本书旨在为读者提供一个全面了解遥感技术在非农作物自然资源管理中应用的框架。通过理论讲解与案例分析相结合的方式，希望能够帮助读者掌握遥感技术的核心原理和实际操作方法，并启发其在各自领域内的创新应用。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真是拿到手就放不下了！虽然书名听起来有点专业，像是那种硬核的科学读物，但当我翻开第一页，就被它流畅的叙事和清晰的逻辑深深吸引了。作者仿佛是一位经验丰富的向导，带着我一步步走进遥感监测的奇妙世界。从最基础的光学原理，到各种卫星传感器的类型和特点，再到图像的预处理和信息提取，每一个概念都被讲解得透彻而生动。我尤其喜欢作者在讲解过程中穿插的实际案例，那些来自田间地头的真实故事，让我对理论知识有了更直观的理解。比如，在介绍植被指数的时候，作者没有仅仅停留在公式的堆砌，而是详细阐述了不同指数在识别作物种类、估算长势方面的优劣，甚至还分享了如何根据具体的监测目标选择最合适的指数。这种接地气的讲解方式，让原本可能枯燥的技术变得鲜活起来。而且，这本书的排版设计也非常人性化，图文并茂，大量的示意图和实景照片，让抽象的概念变得具象化，大大降低了阅读的门槛。我作为一个初学者，几乎没有遇到理解上的障碍。这本书不仅教会了我遥感监测的基本方法，更重要的是，它激发了我对这个领域深入探索的兴趣。我开始主动去查阅更多的文献，去思考如何将这些知识应用到实际工作中。这本书就像一扇窗，让我看到了更广阔的世界。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够“看见”我们肉眼看不到的东西的技术深感着迷，遥感监测正是其中之一。这本书，如同一个知识宝库，将遥感监测应用于农作物面积统计的奥秘一一揭示。它不仅仅是理论的堆砌，更像是一次深入田野的探险。书中对各种遥感技术原理的阐述，比如光谱特性、成像机制等，虽然严谨，却不会让人感到晦涩难懂。作者巧妙地将这些复杂的科学概念，通过生动的比喻和形象的图解，变得通俗易懂。我尤其喜欢关于“特征提取”的章节，那里详细介绍了如何从海量的遥感影像中“挑出”我们想要的农作物信息，比如不同作物在不同生长阶段的光谱响应曲线，以及如何利用这些曲线进行分类和识别。书中还对一些经典的遥感算法进行了详细的介绍，比如支持向量机、随机森林等，并结合实际案例说明了它们在农作物分类中的应用效果。这让我明白，选择合适的算法对于监测结果的准确性至关重要。而且，这本书的逻辑结构非常清晰，从基础理论到应用实践，层层递进，让读者能够循序渐进地掌握知识。我感觉自己像是在学习一门新的语言，而这本书就是我的入门教材，它让我能够用遥感的“语言”来理解和描述农作物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我感到惊叹。它不仅深入浅出地讲解了农作物面积遥感监测的核心原理，还从多个角度探讨了这项技术在实际应用中的方方面面。从基础的光学原理到复杂的图像处理算法，从单一的卫星平台到多源数据的融合，从宏观的区域统计到微观的作物长势分析，书中几乎涵盖了遥感监测的每一个重要环节。作者在讲解过程中，充分考虑了读者的背景差异，既为初学者提供了清晰的入门指导，也为有一定基础的读者提供了深入的探讨。我尤其欣赏书中对不同遥感技术和算法的比较分析，这有助于读者根据具体的应用需求，选择最适合的技术方案。而且，书中对未来发展趋势的探讨，也让我看到了遥感监测领域的无限可能。这本书，就像一本百科全书，让我能够系统地、全面地了解农作物面积遥感监测这个领域。它不仅仅是一本工具书，更是一本能够激发思考、拓展视野的启迪之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于它的“故事性”。虽然是一本技术类的书籍，但作者的写作风格却非常引人入胜。它没有枯燥的术语堆砌，而是通过一个个鲜活的案例，将抽象的技术原理具象化。我读到了一些关于如何利用遥感技术来识别非法种植、监测病虫害爆发、评估灾后损失的真实故事，这些故事让我真切地感受到了遥感技术在社会经济发展中的重要作用。作者在讲述技术的同时，也融入了大量关于农业管理、环境保护等方面的知识，这让这本书的内容更加丰富和多元。我感觉自己不仅仅是在学习一项技术，更是在了解一个行业，一个关乎国计民生的重要领域。书中对不同地区、不同作物监测的案例分析，让我看到了遥感技术应用的广泛性和普适性。比如，针对我国不同区域的农业特点，作者就提供了相应的监测策略和方法，这让本书的实用性大大增强。这本书，让我明白了技术与实际需求的结合，才是最有价值的。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象是它对“精度”的执着追求。在遥感监测领域，任何一点微小的误差都可能导致最终结果的巨大偏差，而这本书的作者显然深谙此道。它在讲解每一个技术细节的时候，都非常注重误差的分析和控制。从传感器本身的误差，到大气传播的影响，再到几何畸变，书中都进行了详细的阐述，并提出了相应的校正方法。我特别关注了书中关于“不确定性分析”的部分，这让我认识到，任何监测结果都不是绝对准确的，而是存在一定的概率范围。理解这种不确定性，对于合理解读监测结果，并做出科学决策至关重要。作者还分享了一些提高监测精度的实用技巧，比如如何选择最优的影像获取时相，如何利用多源数据进行融合，以及如何通过地面调查来验证和校正遥感结果。这些经验之谈，对于正在进行相关研究或工作的读者来说，无疑是宝贵的财富。我感觉这本书不仅仅是在教我“怎么做”，更是在教我“怎么做得更好”。它让我对遥感监测的严谨性有了更深的认识，也让我明白了为什么科学研究需要不断地迭代和优化。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直接的帮助，在于它能够帮助我解决实际工作中的一些难题。我是一名农业技术推广人员，经常需要了解不同区域的农作物种植情况，但以往依靠传统的人工统计方式，效率低、耗时长，而且容易出现误差。在阅读了这本书后，我开始尝试将遥感监测技术应用到我的工作中。书中提供的实际操作指南和案例分析，为我提供了非常具体的思路和方法。比如，我学会了如何根据我需要监测的作物种类和关注的时间段，来选择合适的卫星数据。我还掌握了一些基础的遥感影像处理技巧，可以初步地对影像进行预处理和农作物区域的提取。虽然我的技术水平还有待提高，但我已经能够通过遥感数据，更快速、更准确地了解我所负责区域的农作物种植面积和长势情况，这极大地提高了我的工作效率，也让我能够更好地为农民提供服务。这本书，让我切实感受到了科技改变生产生活带来的便利。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位循循善诱的导师，它不会强迫你接受任何观点，而是引导你一步步去思考，去探索。在讲解遥感监测原理的时候，作者并没有直接给出答案，而是通过提问、引导，让读者主动去思考问题的本质。比如，在解释遥感成像原理时，作者会先让你思考“我们如何才能知道遥远的物体是什么？”然后再引出电磁波、反射、辐射等概念。这种“苏格拉底式”的教学方法，让我受益匪浅。它不仅让我记住了知识，更重要的是，它教会了我如何去学习，如何去解决问题。书中对一些前沿技术的介绍，比如人工智能在遥感影像解译中的应用，也让我大开眼界。作者并没有止步于现有技术，而是对未来的发展方向进行了展望，这让我对这个领域充满了期待。这本书，让我感受到了科学探索的乐趣，也让我明白了学习是一个持续不断的过程。它激励我去主动地去接触新的知识，去拥抱变化，去创造新的可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在于它提供了一个完整的知识体系，让我能够从零开始，逐步构建起对农作物面积遥感监测的认知。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本启蒙读物。作者以一种非常系统化的方式，梳理了遥感监测的整个流程，从数据的获取，到信息的提取，再到最终结果的应用。我特别欣赏书中关于“数据融合”的章节，它介绍了如何将不同传感器、不同时期的数据结合起来，以获得更全面、更准确的监测结果。这让我看到了大数据和多源信息集成的巨大潜力。而且，书中对不同遥感平台的优缺点进行了比较分析，比如卫星遥感、航空遥感和无人机遥感，并结合实际应用场景，给出了选择建议。这对于读者在实际项目中选择最合适的数据源，具有很强的指导意义。总的来说，这本书为我打开了一扇通往遥感监测应用的大门，让我能够清晰地看到这个领域的发展脉络和未来的趋势。它让我不再对这些高深的技术感到遥不可及，而是充满了学习和实践的动力。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在和一位经验丰富的“老农”交流。这位“老农”熟悉土地，了解庄稼，同时又掌握着最前沿的科技。书中对农作物生长规律与遥感信号之间关系的阐述，让我印象深刻。作者不仅仅是讲解如何提取农作物信息，更重要的是，它解释了为什么能够提取这些信息。比如，为什么某些波段的光谱信息对识别某种作物特别有效，为什么在特定的生长阶段，作物的反射率会有显著的变化。这些解释，都建立在对农作物生物学特性和生态学过程的深刻理解之上。书中还结合了气象、土壤等多种因素，分析它们如何影响农作物长势，并通过遥感手段来监测这些变化。这让我意识到，农作物面积监测并非孤立的技术，而是需要与多学科知识相结合的系统工程。我尤其喜欢书中关于“作物长势监测”和“产量估算”的章节，作者详细介绍了如何利用遥感数据来评估作物的健康状况，预测产量，这对于农业的精细化管理和预警具有重要的指导意义。这本书，让我看到了遥感技术在服务农业生产、保障国家粮食安全方面的巨大价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就是我对“实践出真知”最好的诠释！我一直对如何利用高科技手段来了解我们赖以生存的土地充满好奇，而这本书恰恰满足了我这个愿望。它不是那种空谈理论的书，而是充满了实际操作的指导。从如何选择合适的卫星数据源，到如何运用专业软件进行图像分析，作者都给出了详尽的步骤和方法。我最欣赏的是书中关于数据预处理部分的讲解，这部分往往是新手最容易感到头疼的地方，但作者却把它分解得细致入微，从大气校正、几何校正到辐射定标，每一个步骤都配有清晰的图示和操作说明，仿佛我正跟着作者一步步在电脑前进行模拟训练。而且，书中还提供了一些开源的遥感软件的介绍和使用技巧，这对于预算有限的研究者或者学生来说，简直是福音。我尝试着按照书中的方法，下载了一些公开的卫星影像，并对它进行了一些基础的处理，虽然只是初步的尝试，但那种亲手“操控”卫星数据，从中“挖”出有用信息的感觉，真的非常过瘾。书中的案例分析也非常有启发性，作者详细解读了不同时期、不同区域的农作物长势遥感监测结果，并分析了影响因素，这让我对遥感数据在农业生产中的应用有了更深刻的认识，也看到了它在提高农业管理效率、保障粮食安全方面巨大的潜力。