文档介绍：河北师范大学
硕士学位论文
基于MODIS-NDVI的河北省主要农作物空间分布研究
姓名:陈晓苗
申请学位级别:硕士
专业:自然地理学
指导教师:王卫
20100320
摘要
农作物是地理环境重要组成部分的一种特殊的植被类型,与一定的气候、
地貌、土壤条件相适应,受多种因素控制,对地理环境的依赖性较大,对其他
因素的变化反应也很敏感。农作物主要类型识别是估算面积、及时监测农作物
长势以及提早做出作物产量预测的基本首要工作,是农情遥感的基础,可以为
粮食生产和农业发展布局提供相关信息,对政策制订和保持可持续发展十分重
要。
归一化植被指数(NDVI)是利用绿色植物叶片在红色和近红外波段的光谱
反差组合来设计的用于描述植被数量和质量的参数,没有量纲。NDVI 可以监
测植被生长活动的季节与年季变化,是植被生长状态的最佳指示因子,其时间
序列变化曲线可反映季节和人为活动的变化。因此 NDVI 被认为是监测地区或
全球植被和生态环境变化的有效指标。
本论文以河北省为研究区,以 2008 年 10 月 1 日-2009 年 9 月 30 日 12 个月
248 幅 MODIS 遥感影像为主要信息源,经过数据几何校正、大气辐射校正、云
检测等预处理过程,计算并合成了旬 NDVI,并对 NDVI 时间序列进行了去噪
处理,结合目视解译的 2005 年 Landsat TM 影像的土地利用类型数据,参考河
北省统计数据,运用 RS、GIS 技术,以农作物的季相节律和生物学特性机理为
基础,采用逐级分区分层的方法,进行了主要农作物种类识别的研究。
利用土地利用数据确定耕地范围后,通过监测 NDVI 时序曲线的波峰频数
区分一年一季和一年两季种植模式作物区。在此基础上根据区域内所要识别的
农作物生长环境差异及产量特点,进一步分区,并结合农作物物候特征,与 NDVI
曲线变化相对应,利用 ISODATA 非监督分类方法,最终提取出了冬小麦、夏
玉米、棉花、春玉米以及莜麦。对全省来说,棉花和莜麦误差仅为 %和 %,
分类精度较高,春玉米的误差是 %,冬小麦-夏玉米的误差相对较大,但
最后的分类精度达到 87%,这对于大尺度的遥感监测调查来说是可以接受的,
并绘制了以上主要农作物空间分布图。
研究表明,MODIS 数据较 NOAA/AVHRR 数据有多波段,高时间、空间分
辨率等优势,且数据获取相对容易,成本较低,随着遥感技术的发展,MODIS
III
在陆地生态系统各领域的广泛应用,为农情遥感提供了新的监测手段,具有很
大的潜力。NDVI 时间序列数据可以生动形象准确地描述农作物的生长动态轨
迹,表现其季相节律变化的过程。农作物的类型不同,农事历不同,物候期不
同,其 NDVI 曲线规律也不相同,因此,根据农作物的种植结构、生长规律以
及物候历特征,分析其 NDVI 曲线变化特征及趋势,可以确定农作物类型。

关键词:MODIS-NDVI 时间序列数据农作物识别作物物候空间分布
IV
Abstract
As an important part of geographical environment ,crops is a kind of special vegetation
types,with a certain degree of the climate、topography、soil conditions correspond,controlled
by a variety of factors,has more dependent on the geographical environment,crops are also
very sensitive to the changes in other factors in type recognition is a
fundamental priority of the estimated area of crop, timely monitoring of crops are growing
and as well as the early make forecast to crop production, is the basis for remote sensing of
agricultural conditions,it can provide relevant information for food production and
agricultural development