卫星遥感在定额法统计农业用水量中的应用

分类：论文范文 发表时间：2021-07-09 09:53

　　摘要：采用高分辨率的遥感数据对夏、秋两季的广东省从化市辖区内的水稻、菜地、果树、鱼塘和大规模经济作物区进行分析、识别，分别求得不同季节、不同类型的农业用地面积，从而用定额法推求农业用水量。

　　关键词：卫星遥感；定额法；农业；用水量

　　按照定额法推算农业用水量是农业需水预测工作中较常使用的方法。采用这种方法首先需要调查研究区的各种农业用地的面积（水稻、菜地、果树、鱼塘等）。过去传统的统计调查方法主要单靠调查人员进行实地调查，不仅速度慢，而且易造成误报、漏报和错报，而遥感技术由于其宏观性、现势性的特点被越来越多地应用到土地利用调查中。本文以从化市为调查区域，以高分辨率卫星影像为数据源，开展夏、秋两季水稻、菜地、果树、鱼塘和大规模经济作物区的分析、识别，并统计、分析夏、秋两季农业用地的类型、面积状况，从而用定额法推求农业用水量。

　　1研究内容和范围

　　项目的研究内容为：通过实地调研和室内判读，分析高分辨率影像上不同农作物的影像特征，研究如何基于高分辨率影像进行水稻、菜地、果树、鱼塘和大规模经济作物区的识别并解译，以此对研究区的各类型农业用地面积进行统计、分析，由此分析夏、秋两季农业用地类型的变化。此项目调查范围为从化市，面积约1974.5m2。

　　2数据资料收集

　　本项目需要收集夏、秋两季高分辨的遥感数据、研究区的地形数据、地理信息数据以及可以用于协助农业用地分类的相关信息，这些资料是项目开展的基础。

　　2.1数据的坐标系统

　　根据相关规范，该项目所有的图件与数据均采用北京坐标系统（3°分带），具体参数如下：投影类型：TM；经线：114°00′00′′E；地球椭球参数：克拉索夫斯基椭球体；偏移距离：38500000m。

　　2.2遥感数据收集

　　经数据查询，由于广州地区夏季多云雨，近两年都无可覆盖全广州的SPOT5的夏季数据。而随着SPOT6卫星的发射成功，1.5m分辨率的SPOT6数据无论在分辨率、价格上都优于SPOT5数据。因此，从实际情况出发，在保证数据精度的情况下采用以下数据方案：①夏季数据。采用2011年、2012年夏季SPOT5数据和Rapideye数据组合覆盖研究区。②秋季数据。采用编程定制的、分辨率优于SPOT5卫星的SPOT6卫星数据，成像时间为2013-10，数据分辨率1.5m。另还收集了2012年秋季的资源卫星数据，数据分辨率5m。

　　3农业用地遥感信息提取

　　农业用地遥感信息提取是通过对高分辨率的遥感影像进行分类实现的。面向对象的分类方法是目前常用于高分辨率遥感影像分类的方法。该方法的分类单元是地物对象而不是传统意义上的像素，充分利用了对象信息（色调、形状、纹理、层次）、类间信息（与邻近对象、子对象、父对象的相关特征），实现对遥感影像的计算机自动分割。其在常规的土地利用分类中得到了广泛的应用。然而，此项目不同于常规的土地利用分类，它需要对农作物进行识别。根据项目需求，将提取以下五类农业用地：①水稻田：指种植水稻的田地。②果园：指种植果树的园地。广州地区的果园多为荔枝、龙眼、潘石榴园等。③菜地：指常年种植蔬菜为主的耕地。④大规模经济作物区：在本项目中，大规模经济作物区指成片种植的甘蔗、香蕉地。⑤鱼塘：指用于养鱼的池塘。详情如图1所示。

　　4农业用地遥感调查成果分析

　　4.1夏季农业用地构成

　　从化市2011年夏季农业用地总面积（此处的农业用地只包括菜地、水稻、果园、鱼塘和其他大规模作物区，下文相同）为440.76km2，占从化市总面积（1974.50km2）的22.32%.就各个类型的构成比例而言，在这五种类型中，果园占比例最大，其次分别为水稻、菜地、鱼塘和其他大规模经济区，分别占从化市农业用地总面积的67.09%，22.77%，7.51%，2.15%，0.47%，面积分别为295.7km2、100.3km2、33.11km2、9.49km2、2.07km2。各农业用地统计情况见表1.

　　4.2秋季农业用地构成

　　广州市2013年秋季农业用地总面积为436.73km2，占广州市总面积（1974.50km2）的22.11%.各个类型的构成比例与夏季基本一致：果园仍占比例最大，其次分别为水稻、菜地、鱼塘、其他大规模经济区，分别占广州市农业用地总面积的66.89%，22.76%，7.75%，2.12%，0.47%，面积分别为33.86km2、99.38km2、292.15km2、9.27km2、2.07km2。各农业用地统计情况见表2.

　　结束语

　　调查表明：①从化市2011年夏季农业用地总面积为440.76km2，2013年秋季农业用地总面积为436.73km2。农业用地面积占从化市总面积的22%.两季农业用地类型面积变化不大，秋季较夏季略有减少。②从化市农业用地以果园为主、水稻次之，其次依次为菜地、鱼塘、其他大规模经济区。其中果园主要分布在从化市南部、东部和西部，水稻均匀分布在除中部之外的区域。③从化市夏、秋两季各类型农业用地面积变化都不大，2013年秋季与2011年夏季相比，农用面积略有减少。④由遥感调查得出各农作物的种植面积，结合《广东省用水定额（试行）》，即可推算出农作物用水量。

　　采用遥感技术对辖区内的农业用地情况进行分析识别，不仅可以及时、快速、精确地获取实时的农业用地信息，还可以获取一些偏远地区的农业用地情况，使调查结果更全面、完善。而翔实、准确的农业用地面积调研结果，确保了农业用水量的估算精度，有助于获取准确的农业用水量，对于进一步加强水资源的管理和优化配置，促进水资源的可持续利用意义深远。

　　王宁1，黄子彬2

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