论文总字数：12154字

摘 要

农作物是人类生存发展过程中重要的粮食资源，动态、实时、准确地掌握耕地中各主要作物信息是人民生活重要保障、国家进步发展的重要基础。由于中国耕地资源的多样复杂性，如何精确提取主要作物信息成为耕地调查分析的一大难题。本文利用多时相Landsat8 OLI影像数据，根据洪泽湖生态经济区不同作物的物侯期，通过分析主要作物的光谱特征和归一化植被指数的时间变化信息，构建不同作物种植结构提取的决策树模型，实现了对洪泽湖生态经济区主要作物信息的提取；然后利用核密度、全局空间自相关和局部空间自相关等研究方法对洪泽湖生态经济区主要作物空间分布进行了研究。

关键词：遥感，Landsat8 OLI，洪泽湖，空间分析

Abstract：Crop is an indispensable food resource for human survival and development. It is an important basis of the people"s living security and national progress to master the information of the main crops in the farmland in the dynamic, real-time and accurate way. Due to the diverse complexities of cultivated land resources in China, how to accurately extract information an investigation and analysis of main crops of arable land is a big problem. Therefore, this article will do a bit on the extraction method of main crops in more practical research and exploration. Using multitemporal Landsat8 OLI image, depending on crop waiting period from the Hongze Lake Ecological Economic Zone and making the analysis of key features of the spectra characteristic and normalized difference vegetation indexes time information to construct decision tree models with different extraction of crop planting structure, achieve the ecological economic zone of Hongze Lake"s main crop information extraction. In this paper, the spatial distribution pattern of main crops in Hongze Lake Ecological Economic Zone was studied by the methods of nuclear density, global spatial autocorrelation and local spatial autocorrelation.

Keywords： remote sensing，Landsat8 OLI， Hongze Lake，Spatial Analyst

目 录

1 引言 4

2 研究区域概况 4

3 数据准备 5

4 提取方法 6

4.1 主要作物的光谱特征和植被指数分析 6

4.2 冬小麦植被指数分析及提取模型 8

4.3 油菜植被指数分析及提取模型 8

4.4 水稻的光谱特征及提取模型 9

5 空间资源分布研究基本原理与方法 11

5.1 核密度计算 11

5.2 全局空间自相关 12

5.3 局部空间自相关指标 12

6 结果分析 13

6.1 主要作物密度空间分布 13

6.2 主要作物全局自相关空间分布 15

6.3 主要作物局部自相关空间分布 15

结 论 18

参 考 文 献 20

致 谢 21

1. 引言

粮食作物是在人类生存过程中必不可少的基本资源之一，作为重要的农业资源，及时、准确地掌握耕地中各主要作物的空间分布信息，对于准确预测主要作物产量，指导农业生产，发展高产量作物、优质农作物、保证高效的生产率，推进农业现代化的进程具有重要意义^[1]。

近年来，遥感技术虽然已经被广泛地应用于地表覆盖和土地利用中，但研究的重点却多集中在用遥感手段监测不同土地利用类型和景观格局演变方面^[2]，对涉及到耕地内部不同作物空间分布的研究却少有。能够及时、准确地了解不同作物在每个生育期的长势状况，对不同作物空间分布的快速提取有很高要求^[3]。由于缺乏不同作物空间分布信息，一方面制约着主要作物长势遥感监测的精确度，另一方面导致了长势遥感监测在分区、分作物建立模型时遇到很大困难，同样的问题也存在于农情灾害预报及农作物估产中^[4-5]。准确及时地获取大区域尺度农作物空间分布信息和作物长势监测不仅仅是农情遥感监测中的主要问题，也是研究全球变化环境响应的一个基础核心问题。

综上所述，利用多时相遥感影像提取多种作物种植结构及其时空变化信息已成为当前农业遥感应用的重点和方向，而我国根据不同作物的农事历，利用多时相遥感影像，基于多种特征量对区域多种作物种植结构的提取研究相对较少^[6]。为此，本文以洪泽湖生态经济区为研究区，采用多时相Landsat 8 OLI遥感数据，根据各农作物的农事历，基于地物的光谱特征和归一化植被指数（NDVI）的时间变化信息，通过决策树分类模型识别提取洪泽湖附近多种作物种植结构，为利用遥感技术高精度提取区域作物种植结构，了解作物种植结构的时空变化规律提供方法参考和技术支撑。此外，本文运用核密度、全局空间自相关和局部空间自相关等研究方法从微观层面，通过比对耕地中不同作物的空间分布格局来分析洪泽湖生态经济区耕地主要作物空间分布格局动态变化规律及其特征，以期为耕地主要作物动态变化监测、主要作物保护与空间优化布局提供理论和实践参考。

2 研究区域概况

洪泽湖是我国第四大淡水湖和江苏省第二大淡水湖，水位在12.5米时，湖水面积约300万亩。洪泽湖位于苏北平原的中部西侧，江苏省西部淮河下游，淮安、宿迁市境内，周围是江苏省的淮阴、清浦、洪泽、盱眙、泗洪、泗阳等县区，地理位置在北纬33º06′—33º40′，东经118º10′—118º52′之间，为淮河中下游的结合部。

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