【应用科普】基于多时相数据的耕地撂荒遥感监测
耕地利用关乎粮食安全。由于城镇化的快速发展和农村劳动力不断流失，我国部分地区出现大面积的撂荒现象，利用遥感技术可以间接提取撂荒耕地的规模和数量，对耕地的保护和粮食安全有重要意义。
遥感技术具有大尺度、周期短、时效性强等特点，可根据遥感影像对农作物进行分类提取。首先，根据研究目标确定地物分类体系，分析各类地物的光谱、纹理、颜色等影像特征；然后，利用预处理后的高分数据、DEM数据，结合地物波谱时序变化、物候等先验知识构建分类特征和约束条件。构建训练样本集，通过随机森林分类模型得到逐年的土地利用分类，并进行结果验证和精度评价；最后，采用分类后比较的变化检测方法获得研究时段内撂荒耕地的时空分布信息，利用实地调查数据进行验证评价。总体技术流程如图所示。
通过对卫星影像的光谱波段进行分析，选取合适的植被指数（如归一化植被指数NDVI、增强型植被指数EVI等）进行计算。当NDVI或EVI值低于一定阈值时，可初步判断为疑似撂荒地。同时，结合不同作物的生长周期和光谱特征数据库，对监测结果进行进一步验证和分类。收集同一地区不同时间点的卫星影像数据，构建时间序列数据集。对每个像元的时间序列数据进行分析，观察其植被指数的变化规律。如果某个像元在较长时间内植被指数变化较小且低于正常耕种地的阈值范围，可判断为撂荒地。此外，通过对比多年的时间序列数据，还可以分析撂荒地的变化趋势和动态。