东北地理所在农作物遥感监测与分类研究领域取得系列进展
中国科学院东北地理与农业生态研究所于2002年3月经中国科学院批准,由成立于1958年的中国科学院长春地理研究所和成立于1978年的中国科学院黑龙江农业现代化研究所整合组建而成,是中国科学院设立在东北地区的综合性地理学、农学、j9跨境创业生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地,2002进入中国科学院知识创新工程序列...
东北地理所现有各类职工500余人,80%以上具有研究生学历。历年入选中国工程院院士1人,双聘院士7人,国家百千万、杰青、优青等国家级人才计划10余人,院级人才计划30余人。国家“973计划”、j9跨境创业国家重点研发计划、国家科技基础性工作专项、科技基础资源调查专项、国家科技支撑计划等项目首席科学家10余人,国务院政府特殊津贴获得者60余人。
60年的耕耘,东北地理所取得了累累的科研硕果。创建了我国湿地学科理论体系,揭示我国湿地形成与发育规律、土壤关键过程与生态功能,研发退化沼泽近自然综合恢复关键技术、湿地植被快速恢复技术和湿地苇-蟹/鱼-稻复合生态模式。阐明了黑土演化过程与驱动机制,揭示了黑土退化特征和肥力调控机理,研发了黑土地肥沃耕层构建关键技术、作物高光效新型种植模式、侵蚀黑土综合防治技术、合作研发了“梨树模式”等黑土保护与利用关键核心技术,支撑“黑土粮仓”科技会战。首次克隆了控制大豆开花期的最大位点基因E1以及控制大豆长青春期性状的经典基因J,在国际上率先建立大豆分子设计育种理论体系和最大容量的大豆突变体库;研发和...
第十届全国玉米育种大会暨中科玉科企联合体年度工作会议在海南乐东县成功召开
黑龙江三江国家级自然保护区管理局党组书记、局长于小东一行调研东北地理所并签署合作协议
美国加州大学戴维斯分校William R. Horwath教授来东北地理所访问交流
东北地理所是1978年恢复学位制度后,第一批硕士学位授予单位。现有环境科学与工程、地理学、生态学和农业资源与环境四个一级学科博士后流动站...
农作物时空信息监测对于农业产量的精准评估十分关键。遥感技术具有实时监测、覆盖范围大等特点,被认为是农作物生长监测有效手段之一。光学遥感影像的成像易受天气干扰,很难获取全年时间范围的连续数据。微波遥感特别是全极化合成孔径雷达遥感的发展,为农作物的全天候观测提供了新的机遇。然而,目前应用全极化雷达数据监测农作物的工作蓬勃发展,有很多科学问题亟待回答和解决。东北地理所地理信息系统学科组研究人员,使用全年高分辨率全极化合成孔径雷达数据(UAVSAR)开展农作物监测与分类系列研究,并取得了一系列重要研究结论。
基于全极化UAVSAR数据,研究人员计算得到全年Cloude–Pottier以及Freeman–Durden极化参数,并利用极化参数及原始的雷达后向散射系数(HH,HV,VV)对农作物全年生长动态进行了监测。研究结果表明,常绿作物(例如果树)及饲料作物(例如苜蓿草)整个生长季后向散射值十分稳定,而冬小麦及夏季大田作物则变化剧烈,表现为从出芽阶段到生物量峰值时段的快速上升,以及随后到衰老阶段的急速下降。整体上,6月和10月影像上极化信号异质度很高,而7-8月份信号均质度很高。

图1.不同成像月份UAVSAR上雷达后向散射信号值空间分布状态:(a)6月份,(b)8月份,(c)10月份。
基于JM距离研究了不同月份不同极化参数区分农作物的能力。研究结果表明极化参数比原始后向散射信号区分农作物能力更强,最大区分能力出现在夏季生物量高峰期间(7-8月)。当联合使用全年度极化参数与原始信号时,所有农作物类型均可与其它作物类型精确区分开来。研究证实了仅使用全极化数据即可实现农作物的高精度分类,这为后续研究的开展提供了重要的科学指导。

使用随机森林分类器对基于JM距离得到的影像分类能力结论进行了验证。研究结果表明,联合使用所有变量产出农作物分类精度超过85%,比只应用后向散射系数的分类结果高8%以上。同时,极化参数对分类结果的贡献也远大于原始信号,其中Cloude–Pottier极化参数的重要程度高过Cloude–Pottier参数。按季节定量分类贡献度,夏季影像(7、8月)最高,这是因为作物之间结构特征差异最大。春秋季影像对作物分类也有一定的贡献。因此,仅仅利用4景UAVSAR即可达到接近最优精度的分类结果。