基于深度学习的内蒙古河套灌区2000-2021年种植结构提取与动态

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 18; pp. 142 - 150
• Main Authors: 张圣微, 杨林, 叶德成, 张凤霞, 白燕英, 李河, 陈婧, 方科迪
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室,呼和浩特 010018 01.09.2023; 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特 010018; 黄河内蒙古段水资源与水环境综合治理自治区协同创新中心,呼和浩特 010018%内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特 010018%内蒙古自治区水利事业发展中心,呼和浩特 010020%内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,呼和浩特 010018
• Subjects: deep learning; 作物识别; crop identification; 河套灌区; Hetao Irrigation District; 深度学习; remote sensing; 遥感; 物候差异; phenology difference
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202305028

S127; 河套灌区是中国重要的粮油生产基地,掌握其多年种植结构的时空演化,不但可以为探讨农田产量和灌溉用水量提供数据,还可以为未来农业结构调整提供科学依据.该研究基于Landsat-5和Landsat-8遥感影像,计算得到灌区年内时间序列归一化植被指数(normalized differnce vegetation index,NDVI)数据,对影像缺失区域则利用MODIS NDVI数据进行插补,在此基础上还计算得到了光谱特征、纹理特征等数据.构建了多层感知机(multilayerperceptron,MLP)神经网络的深度学习算法,并将模型进行年际迁移从而得到2000-2021年的种植结构,进行多年时空变化分析.结果表明,2021年总体分类精度达到89％,Kappa系数为0.87,其中玉米、小麦和蔬菜等主要作物的分类精度高于90％,与统计种植面积比较,相对误差在2％～8％之间.2000-2021年间,葵花、玉米的种植面积呈上升趋势,小麦种植面积大量缩减;研究时段内葵花种植面积发生演变较大,玉米次之,均主要由小麦转入.该模型具有较高的分类准确性及迁移效果,可为内蒙古河套灌区农业管理、资源合理利用提供参考.